超寬帶

前言

　　超寬帶（UWB）是一種短距離高速無(wú)線通信技術(shù)。它能通過(guò)組建高速無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（WPAN），使無(wú)線局域網(wǎng)和個(gè)人局域網(wǎng)以無(wú)線的互聯(lián)接入成為可能。與現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)相比，它具有對(duì)信號(hào)衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低及定位精度高等特點(diǎn)，可應(yīng)用于無(wú)線多媒體家域網(wǎng)、個(gè)域網(wǎng)、雷達(dá)定位和成像系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)、公安、救援、醫(yī)療、測(cè)試等多個(gè)領(lǐng)域。2006年，國(guó)際電信聯(lián)盟第一研究組（ITU StudyGroup ）宣布，uWB成為“全球性監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)”。目前，UWB技術(shù)已成為短距離高速無(wú)線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。　　2002年，IEEE 802.15.3a工作組成立，旨在為UwB制定出高速物理層標(biāo)準(zhǔn)，上層協(xié)議由wiMedia聯(lián)盟負(fù)責(zé)。2003年，uwB物理層標(biāo)準(zhǔn)形成兩大方案聯(lián)盟，即傳統(tǒng)的脈沖無(wú)線電方案（IR-UWB）聯(lián)盟和多頻帶正交頻分復(fù)用（MB—OFDM UwB）方案聯(lián)盟。2005年，WiMedia聯(lián)盟和MB-OFDM聯(lián)盟合并，建議歐洲的組織Ecma International的成員采用其MB-OFDM標(biāo)準(zhǔn)作為消費(fèi)產(chǎn)品中使用的uwB全球標(biāo)準(zhǔn)，并將標(biāo)準(zhǔn)提交ISO／IECJTCl快速通過(guò)。其中，F(xiàn)reescaile等倡導(dǎo)的是IR—UWB方案，而WiMedia聯(lián)盟成員包括惠普、英特爾、微軟、諾基亞、飛利浦、三星、愛(ài)立信、索尼等254個(gè)成員。這說(shuō)明UwB技術(shù)得到全球業(yè)界的廣泛關(guān)注。

內(nèi)容概要

　　《超寬帶(UWB)原理與干擾》采用最新的資料、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和研究成果，介紹了超寬帶原理及其干擾，內(nèi)容包括三部分：第一部分對(duì)超寬帶技術(shù)及其所使用的信道、天線及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行介紹；第二部分將超寬帶基帶標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容從原理角度歸結(jié)為信號(hào)波形、調(diào)制方法及接收方法三個(gè)方面；第三部分結(jié)合最新研究成果，對(duì)超寬帶系統(tǒng)干擾問(wèn)題、抗干擾技術(shù)及認(rèn)知超寬帶無(wú)線電進(jìn)行介紹?！冻瑢拵?UWB)原理與干擾》可作為高等學(xué)校通信工程專業(yè)課教材或參考書(shū)，也可以供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考使用。

書(shū)籍目錄

第1章 導(dǎo)論1.1 UWB概述1.1.1 UWB背景與歷史1.1.2 UWB定義1.2 UWB實(shí)現(xiàn)方式1.2.1 沖激無(wú)線電1.2.2 MB-OFDMUWB1.3 UWB特點(diǎn)及應(yīng)用1.3.1 UWB特點(diǎn)1.3.2 UWB應(yīng)用1.4 UWB與窄帶系統(tǒng)的共存1.4.1 UWB與窄帶通信系統(tǒng)間的干擾1.4.2 克服UWB與窄帶通信系統(tǒng)干擾的措施小結(jié)第2章 UWB信道2.1 電波傳播基本原理2.1.1 電波傳播基本理論2.1.2 移動(dòng)通信的電波傳播2.2 UWB信道模型2.2.1 信道模型基本理論2.2.2 S-V室內(nèi)信道模型2.2.3 IEEE802.1 5.3 a信道模型2.3 UWB信道估計(jì)2.3.1 信道估計(jì)基本理論2.3.2 UWB信道估計(jì)方法簡(jiǎn)介小結(jié)第3章 UWB天線3.1 天線理論基礎(chǔ)3.1.1 天線的分類3.1.2 天線的主要參數(shù)3.2 UWB信號(hào)的天線輻射3.2.1 UWB信號(hào)輻射要求3.2.2 天線超寬帶輻射特性3.3 UWB系統(tǒng)天線3.3.1 超寬帶天線的設(shè)計(jì)要求3.3.2 超寬帶天線的研究現(xiàn)狀3.3.3 UWB天線的應(yīng)用前景小結(jié)第4章 UWB標(biāo)準(zhǔn)4.1 UWB標(biāo)準(zhǔn)化之路4.2 IEEE802.1 5.3 a草案4.2.1 DS-UWB物理層草案4.2.2 MB-OFDM物理層草案4.2.3 IEEE802.1 5.3 aMAC層標(biāo)準(zhǔn)4.3 WiMedia聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)4.3.1 物理層標(biāo)準(zhǔn)4.3.2 MAC層標(biāo)準(zhǔn)4.3.3 接口標(biāo)準(zhǔn)小結(jié)第5章 UWB信號(hào)波形5.1 高斯脈沖信號(hào)5.2 升余弦脈沖波形5.3 其他波形5.3.1 基于Hermite矩陣特征向量分解的脈沖5.3.2 基于PSWF的脈沖波形5.3.3 基于Chirp脈沖壓縮的脈沖波形小結(jié)第6章 UWB調(diào)制原理6.1 數(shù)字調(diào)制基本原理6.1.1 數(shù)字傳輸基本概念6.1.2 數(shù)字調(diào)制基本類型6.1.3 現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)6.2 UWB調(diào)制6.2.1 IR-UWB調(diào)制6.2.2 IR-UWB多脈沖調(diào)制與多址技術(shù)6.2.3 OFDM原理與特點(diǎn)6.2.4 MB-OFDMUWB發(fā)送原理小結(jié)第7章 UWB接收與同步7.1 最佳接收機(jī)設(shè)計(jì)7.1.1 最佳接收準(zhǔn)則7.1.2 相關(guān)接收和匹配濾波器接收7.1.3 Rake接收7.2 UWB接收機(jī)原理7.2.1 1R-UWB接收機(jī)原理7.2.2 MB-OFDMUWB接收機(jī)原理7.3 UWB系統(tǒng)同步原理7.3.1 通信系統(tǒng)同步概念7.3.2 IR-UWB系統(tǒng)同步7.3.3 MB-OFDMUWB系統(tǒng)同步小結(jié)第8章 UWB干擾與共存8.1 UWB干擾概述8.2 1R-UWB與窄帶無(wú)線通信系統(tǒng)間干擾8.2.1 IR-UWB干擾分析8.2.2 IR-UWB共存技術(shù)8.3 MB-OFDMUWB與窄帶系統(tǒng)干擾8.4 UWB帶外輻射干擾8.5 UWB多徑干擾8.6 UWB系統(tǒng)干擾小結(jié)第9章 UWB多址接入與抗干擾9.1 信號(hào)模型9.1.1 發(fā)射信號(hào)9.1.2 信道模型9.1.3 接收信號(hào)9.2 接收端的多用戶干擾抑制9.2.1 線性多用戶檢測(cè)9.2.2 干擾消除多用戶檢測(cè)9.2.3 類最小均方誤差檢測(cè)器9.3 發(fā)射端的多址干擾抑制9.3.1 跳時(shí)序列設(shè)計(jì)9.3.2 偽隨胡，跳時(shí)9.3.3 多級(jí)模塊擴(kuò)頻UWB接入9.4 一種改進(jìn)型偽混沌跳時(shí)多址接入技術(shù)9.4.1 混沌編碼9.4.2 多址接入調(diào)制方案9.4.3 接收機(jī)結(jié)構(gòu)9.4.4 誤碼率分析小結(jié)第10章 認(rèn)知超寬帶無(wú)線電10.1 認(rèn)知無(wú)線電概述10.1.1 認(rèn)知無(wú)線電10.1.2 認(rèn)知無(wú)線電與超寬帶10.2 認(rèn)知超寬帶原理與模型10.2.1 認(rèn)知超寬帶原理10.2.2 認(rèn)知超寬帶模型10.3 認(rèn)知超寬帶頻譜感知技術(shù)10.3.1 基于干擾溫度的頻譜感知技術(shù)概述10.3.2 基于授權(quán)用戶信號(hào)檢測(cè)的頻譜感知方法10.4 認(rèn)知超寬帶檢測(cè)避免(DAA)技術(shù)10.4.1 UWB與WiMax(TDD)DAA流程10.4.2 UWB與UMTS(FDD)DAA流程小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.2.1　沖激無(wú)線電　　沖激無(wú)線電是指采用沖激脈沖（超短脈沖）作為信息載體的無(wú)線電技術(shù)。這種脈沖傳輸技術(shù)的特點(diǎn)是：采用納秒或亞納秒級(jí)脈沖承載信息，具有很高的時(shí)間分辨率和很強(qiáng)的抗多徑性能，并可獲得非常寬的帶寬來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。脈沖頻譜范圍從直流至GHz，不需常規(guī)窄帶調(diào)制所需的RF頻率變換，脈沖成型后可直接送至天線發(fā)射。頻譜形狀可通過(guò)甚窄持續(xù)單脈沖形狀和天線負(fù)載特征來(lái)調(diào)整。作為一種微功率設(shè)備，沖激無(wú)線電對(duì)功率的有效性具有較高要求。一般采用跳時(shí)與脈沖位置結(jié)合（TH－PPM）方案或直擴(kuò)與二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制結(jié)合（Ds—BPSK）方案。在數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)那闆r下，DS—BPSK方式更具優(yōu)勢(shì)，所以現(xiàn)今多用DS.BPSK方式。它采用單／雙頻帶方式或窄脈沖方式，多個(gè)傳輸任務(wù)可共享整個(gè)頻帶的頻率。沖激無(wú)線電是UWB最早的實(shí)現(xiàn)方式，發(fā)展相對(duì)較為成熟。　　1.2.2　MB－OFDM UWB　　MB-OFDM uWB是把分配給uwB系統(tǒng)的7.5 GHz頻帶劃分成多個(gè)子頻帶，子頻帶可以是幾個(gè)較大的頻帶，也可以是多個(gè)較小的頻帶。在uwB頻譜范圍內(nèi)選擇多個(gè)頻點(diǎn)作為中心頻率設(shè)定子頻帶，可以有效提高頻帶利用率。中心頻率的選擇可以通過(guò)一個(gè)偽載波振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)，振蕩波的輪廓限定了脈沖波形?！　∵@種多頻帶調(diào)制方式一方面可以有效地利用FCC定義的7.5 GHz帶寬，因?yàn)榍‘?dāng)?shù)剡x擇多頻帶帶寬可以確保完全利用整個(gè)頻帶；另一方面對(duì)于各個(gè)子頻帶可以分別處理，增加了UWB系統(tǒng)的靈活性。

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