超宽带（UWB）无线通信技术简介(2)

（2）脉冲幅度调制

脉冲幅度调制（PAM）是数字通信系统中最常用的调制方法之一. 在UWB系统中，考虑到实现的复杂性和功率效率，不建议使用多进制PAM（MPAM）. UWB系统中通常使用两种PAM方法: 开关键控（OOK）和二进制相移键控（BPSK）. 前者可以使用非相干检测来降低的复杂度，而后者可以通过使用相干检测来更好地确保传输可靠性.

与2PPM相比，在相同辐射功率的前提下，BPSK可以获得更高的传输可靠性，并且辐射谱中没有离散谱线.

（3）波形调制

波形调制（PWSK）是一种通过组合多个正交波形（如Hermite脉冲）提出的调制方法. 在这种调制方法中，使用M个相互正交的等能量脉冲波形来承载数据信息，并且每个脉冲波形对应于一个M进制数据符号. 在接收端，M个并行相关器用于信号接收，最大似然检测用于完成数据恢复. 由于各种脉冲的能量相等，因此可以在不增加辐射功率的情况下提高传输效率. 在相同的脉冲宽度的情况下，可以实现比MPPM更高的符号传输速率. 在相同符号率的情况下，其功率效率和可靠性高于MPAM. 由于该调制方法需要更多的整形滤波器和相关器，因此其实现复杂度较高. 因此，它很少在实际系统中使用，目前仅限于理论研究.

（4）正交多载波调制

传统意义上的UWB系统使用窄脉冲来承载信息. FCC对UWB的新定义扩展了UWB的技术手段. 原则上，任何-10dB带宽大于500MHz的信号形式都可以称为UWB. 在OFDM系统中，在多个正交子载波上并行地调制和发送数据符号，并且通过快速傅立叶变换/逆快速傅立叶变换（FFT / IFFT）来实现数据调制/解调. 由于具有频谱利用率高，抗多径能力强以及易于实现DSP的优点，OFDM技术已广泛应用于数字音频广播（DAB），数字视频广播（DVB），WLAN和其他无线网络中，被用作B3G / 4G蜂窝网络的主流技术.

4.2 UWB多址技术

（1）跳时多路访问

跳时多址（THMA）是应用于UWB通信系统的最早的多址技术. 它可以很容易地与PPM调制和BPSK调制相结合，以形成跳时脉冲位置调制（TH-PPM），跳时二进制相移键控系统方案. 这种多址技术利用了UWB信号的极小占空比，并将脉冲重复周期（Tf，也称为帧周期）划分为Nh个非重叠码片时隙，持续时间为Tc. 每个用户使用唯一的随机跳时序列来随机选择Nh个码片时隙之一作为脉冲传输位置. 可以在每个码片插槽中使用PPM调制或BPSK调制. 接收端使用与目标用户相同的跳时序列来跟踪接收.

由于用户时间跳变码之间具有良好的正交性，因此多用户脉冲之间不会出现冲突，从而避免了多用户干扰. 将跳频技术与PPM结合使用可以有效抑制PPM信号中的离散谱线，达到平滑信号频谱的效果. 由于每个帧周期中可分割码片时隙的数量有限，所以当用户数量很大时，不可避免地会产生多用户干扰. 因此，如何选择跳时序列是一个非常重要的问题.

（2）DS-码分多址

直接扩频码分多址（DS-CDMA）是一种广泛用于IS-95和3G移动蜂窝系统的多址方法. 这种多址方法也可以应用于UWB系统. 在这种多址访问方法中，每个用户使用专用的伪随机序列来扩展数据信号，并且用户扩展序列之间的互相关非常小. 即使用户发出信号冲突，解扩后也会发生相互干扰. 很小. 但是，由于用户扩频序列之间的互相关性，远近效应是限制其性能的重要因素. 因此，在DS-CDMA系统中需要功率控制. 在UWB系统中，DS-CDMA通常与BPSK结合使用.

（3）跳频多址访问

跳频多路访问（FHMA）是一种结合了多个频率分子通道的多路访问方法. 每个用户使用专用的随机跳频代码来控制RF频率合成器，定期使用某个跳频模式在多个子信道上传输数据，并在基带中完成数据调制. 如果用户跳频码之间没有冲突或者冲突概率极小，则多用户信号在频域内是正交的，可以很好地消除用户之间的干扰. 原则上，子信道数越多，容纳的用户数越多，但这是以设备复杂性和功耗为代价的. 在UWB系统中，将3.1 GHz至10.6 GHz的频带划分为多个带宽大于500 MHz的子信道，并选择一定数量的子信道和跳频码来解决多址问题. 对用户数量和设备复杂性的要求. FHMA通常与多频带脉冲调制或OFDM结合使用，并且该调制方法使用BPSK或正交相移键控（QPSK）.

（4）PWDMA

PWDMA是结合正交多脉冲（例如Hermite）提出的一种波分多址方法. 每个用户使用一个或几个特定形状的脉冲，并且调制模式可以是BPSK，PPM或PWSK. 由于用户使用的脉冲波形彼此正交，因此在同步传输的情况下，即使多用户信号相互冲突，也不会出现相互干扰. 通常，正交波形之间的异步互相关不为零，因此在异步通信的情况下，用户之间会发生相互干扰. 目前，PWDMA仅限于理论研究，尚未进入实用阶段.

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