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1、宽带无线通信宽带无线通信 论文论文计算机科学与技术学院通信工程0804310809020425杨占生逯静2011-10-17院院 系：系：专专 业：业：年级班级：年级班级：学学 号：号：姓姓 名：名：指导教师：指导教师：设计日期：设计日期：宽带无线通信论文I摘要摘要随着无线通信技术的发展，人们对高速短距离无线通信的要求越来越高。超宽带（UWB）技术的出现，实现了短距离内超带宽、高速的数据传输。其调制方式和多址技术的特点使得它具有其他无线通信技术所无法具有的很宽的带宽、高速的数据传输、功耗低、安全性能高等特点。本文介绍了 UWB 的主要技术特点，并把 UWB 与目前较为广泛使用的 IEEE 80
2、2.11、Bluetooth 等短距离无线通信技术进行了比较，最后对 UWB 的应用前景进行了分析与展望。 关键字：关键字：无线通信、UWB宽带无线通信论文II目录目录摘要摘要.I目录目录.II一、超宽带性能特点一、超宽带性能特点.- 1 -1 1. .1 1、抗抗干干扰扰性性能能强强.- 1 - 1 1. .2 2、传传输输速速率率高高.- 1 - 1 1. .3 3、带带宽宽极极宽宽.- 1 - 1 1. .4 4、频频谱谱利利用用率率高高，系系统统容容量量大大.- 1 - 1 1. .5 5、发发射射功功率率低低.- 2 - 1 1. .6 6、保保密密性性好好.- 2 -二、二、UWB
3、 系统方案及一些技术问题系统方案及一些技术问题.- 2 -2 2. .1 1、单单频频带带系系统统.- 2 - 2 2. .2 2 多多频频带带系系统统.- 2 - 2 2. .3 3 U UW WB B 硬硬件件系系统统.- 3 -三、三、UWB 技术的应用技术的应用.- 3 -3 3. .1 1、U UW WB B 在在个个域域网网中中的的应应用用.- 3 - 3 3. .2 2、U UW WB B 在在智智能能交交通通信信息息中中的的应应用用.- 3 - 3 3. .3 3 传传感感器器联联网网.- 4 - 3 3. .4 4 成成像像应应用用.- 4 -结束语结束语.- 4 -参考文献
4、参考文献.- 5 -宽带无线通信论文1无线通信技术是当前发展最迅速、最具活力的技术领域之一，在这个领 域中，各种新技术、新方法层出不穷。其中，超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术是在 20 世纪 90 年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜 力的新型无线通信技术，被列为未来通信的十大技术之一。 1990 年 3 月，在美国新墨西哥州的 Los Alamo 国家实验室召开的超宽 带雷达会议上提出了 “超宽带（UWB）雷达”的概念。超宽带雷达是一种新 体制的雷达，它定义为：分数带宽（ FBW，Fractional Band-Width）大于 25%的雷达为超宽带雷达。 一、一、超宽带
5、性能特点超宽带性能特点UWB 是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN 和个 人局域网 PAN 的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线 通信技术。UWB 具有以下特点： 1 1. .1 1、抗抗干干扰扰性性能能强强UWB 信号，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输 出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩 过程中产生扩频增益。因此，与 IEEE 802.11a、IEEE 802.11b 和蓝牙相比， 在同等码速条件下， UWB 具有更强的抗干扰性。 1 1. .2 2、传传输输速速率率高高UWB 的数据速率可以达到几十
6、兆比特每秒到几百兆比特每秒，有望高于 蓝牙 100 倍，也可以高于 IEEE 802.11a 和 IEEE 802.11b。 1 1. .3 3、带带宽宽极极宽宽UWB 使用的带宽在 1GHz 以上，高达几吉赫兹，并且可以和目前的窄带 通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天。开辟了一种 新的时域无线电资源。 1 1. .4 4、频频谱谱利利用用率率高高，系系统统容容量量大大因为不需要产生正弦载波信号，可以直接发射冲激序列，因而UWB 系 统具有很宽的频谱和很低的平均功率，有利于与其他系统共存，从而提高频 谱利用率，带来了极大的系统容量。 宽带无线通信论文21 1. .5 5、发
7、发射射功功率率低低由于 UWB 系统信号的扩频处理增益比较大，即使采用低增益的全向天线， 也可使用小于 1mW 的发射功率实现几千米的通信。 1 1. .6 6、保保密密性性好好UWB 保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发 送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低。 用传统的接收机无法接收。 二、二、UWB 系统方案及一些技术问题系统方案及一些技术问题2 2. .1 1、单单频频带带系系统统单频带系统仅使用单一的成形脉冲进行数据传输，其信号带宽很大，多 径分辨率很高，抗衰落能力强。但由于信号的时间弥散严重，接收机的复杂 度较高。此外，为解决共存性问
8、题，避免与带内窄带系统的干扰，该系统采 用的滤波器也是比较复杂的。其典型代表是单载波DS-CDMA。在单载波 DS-CDMA 方案中，经过 DS-CDMA 扩频之后的信号再对载波进行调制，从而可 以在合适的频带范围内传输。传统的无载波UWB 方案存在较多低频分量， 无法满足 FCC 规定的发射功率的限制。而单载波DS-CDMA 方案通过频谱搬 移解决了这一难题。 2 2. .2 2 多多频频带带系系统统多频带系统是指将规划 UWB 的整个频段划分成若干个子带。使用部分或 全部子带进行数据传输。信号成形和数据调制在基带完成通过射频载波搬移 到不同子带，避开传统窄带系统使用频段。多频带系统根据调制
9、方式分为多 带脉冲无线电和多带正交频分复用两种方式。其多址问题采用跳频技术来解 决。相对于符号速率又可分为快跳和慢跳。 MBOA（MultiBand Orthogonal frequency division multiplexing Alliance）多频带联盟提议将 UWB 频 带分为最少三个频段。并采用正交频分复用（ OFDM）方式将三个频段进一 步分为大量的窄通道。 从技术上来讲， MBOA 和 DS-CDMA 是无法彼此妥协的。对无线电频率管 理来说，有两个基本的原则：一是新的无线电技术不得对已有的无线电台 （系统）造成有害干扰；二是受到干扰不得提出保护要求，即要能忍受已有 无线电台
10、的各种干扰。 DS-CDMA 因为使用整个 3.110.6GHz 频段，包括传宽带无线通信论文3统无线技术使用其中的一些频率，而MBOA 使用多个频率子带可以很方便地 避开这些频率。 2 2. .3 3 U UW WB B 硬硬件件系系统统同传统结构相比，UWB 收劫言机的结构相对简单，图 1 给出了 UWB 发射 和接收机的系统框图。在 UWB 收发信机中，信息可被不同技术调制，在接收 端，天线收集信号能量经放大后通过相关接收后处理，再经门限检测后获得原 来信息。相对于超外差式接收机（超外差式接收机与外差式接收机相同，前者 略为夸张。超外差式接收机的特点：高频调谐信号(选台)与本机振荡信号经混 频产生差频(465KZ)中频信号供后级放大，频率稳定增益高。直放式接收机特 点：高频调谐信号(选台)直接通过放大的形式，频率不稳定、增益随放大管的 线性变化）来说，实现相对简单，没有本振、功放、 PL
