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超宽带无线通信调制解调技术

超宽带无线通信调制解调技术
超宽带无线通信调制解调技术

“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项XXXX年度课题

“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项2011年度课题申报指南 二○一○年五月

“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项2011年度网上公示的申报课题分属以下五个项目: 项目1:LTE及LTE-Advanced研发和产业化 项目2:移动互联网及业务应用研发 项目3:新型无线技术 项目4:宽带无线接入与短距离互联研发和产业化 项目5:物联网及泛在网 项目1 LTE及LTE-Advanced研发和产业化 项目目标: 本项目“十二五”期间的目标是:实现LTE产业化及规模应用;开展LTE-Advanced关键技术、标准化及整体产业链的研发和产业化。具体包括: 1) LTE研发和产业化:完成TD-LTE的多频多模芯片、终端、系统和仪表设备等产业链各环节的产业化,解决产品开发及实际应用中的关键技术,实现规模应用。 2)LTE-Advanced标准化、研发和产业化:积极参与3GPP LTE 增强型技术的标准化工作,拥有一定数量的基本专利,对关键技术进行研发,形成完整产业链,研制出具有国际竞争力的产品。建立技术试验环境,建设2~3个规模试验网。 3)TD-SCDMA及其增强型优化和提升:支持一致性测试仪表开发和完善、开发新的业务应用等。 2011年本项目主要考虑安排基带芯片、仪表等产业链薄弱环节

中还需支持的课题以及高铁等特殊环境下的研发课题。 课题1-1 TD-LTE面向商用多模终端基带芯片研发 课题说明:终端基带芯片是TD-LTE产业链最重要的环节,也是我国比较薄弱的环节。由于难度大、国际竞争压力大,时间紧迫,所以应立即启动,并确保足够投入。 研究目标:开发面向商用的支持TD-LTE和TD-SCDMA/GSM的多模终端基带芯片,TD-LTE能够满足3GPP R8、R9和国相关规的要求, TD-SCDMA支持3GPP R7版本。 考核指标:提供1000片面向商用的多模芯片给终端厂家,用于运营商牵头的规模试验。完成面向商用芯片的研发。所提供芯片应能够满足3GPP R7、R8、R9和国标准主要指标要求。向TD-LTE终端设备厂商提供面向商用的基带芯片。主要技术指标如下: –支持TD-LTE和TD-SCDMA/GSM多模; –下行支持2×2 MIMO方式; –下行支持单/双流波束赋形解调; –下行支持64QAM、16QAM、QPSK和BPSK调制方式; –支持可变速率带宽,包括5MHz, 10MHz, 15MHz和20MHz; –支持非对称时隙配置; –半导体工艺线宽:65nm及以下。 完成芯片优化工作,重点是芯片的性能、稳定性和功耗指标能达到面向商用要求。 申报单位须提供具体说明:与国际、国相关标准的符合程度;芯

超宽带UWB无线通信技术

超宽带(UWB)无线通信技术 摘要本文介绍了UWB的概念、主要技术特点,并把UWB与目前较为广泛使用的IEEE802.11、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。 UWB(Ultra Wide Band,超宽带)是一种以极低功率在短距离内高速传输数据的无线技术。这种原来专属军方使用的技术随着2002年2月美国联邦通信委员会(FCC)正式批准民用而备受世人的关注。UWB具有一系列优良独特的技术特性,是一种极具竞争力的短距无线传输技术。 1、UWB的概念 超宽带技术UWB(Ultra Wideband)是一种无线载波通信技术,即不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB是利用纳秒级窄脉冲发射无线信号的技术,适用于高速、近距离的无线个人通信。按照FCC的规定,从3.1GHz到10.6GHz之间的7.5GHz的带宽频率为UWB 所使用的频率范围。 从频域来看,超宽带有别于传统的窄带和宽带,它的频带更宽。窄带是指相对带宽(信号带宽与中心频率之比)小于1%,相对带宽在1%到25%之间的被称为宽带,相对带宽大于25%,而且中心频率大于500MHz的被称为超宽带。 从时域上讲,超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制,而UWB是利用起、落点的时域脉冲(几十纳秒)直接实现调制,超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行,而且以这一过程中所持续的时间,来决定带宽所占据的频率范围。 2、UWB的主要技术特点 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解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米级的定位精度等优点。 UWB具有以下特点: 2.1抗干扰性能强 UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,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。 2.2传输速率高

2014宽带无线通信试题(答案)

2014宽带无线通信试题参考答案 做题人:近水云深1、 答: SISO信道容量: SIMO信道容量: MISO信道容量(发端未知信道状态信息): MISO信道容量(发端已知信道状态信息): 2、答:无线信道的特性由直射、反射、散射、绕射等物理现象决定的; 小尺度衰落包括平坦衰落、频率选择性衰落、时间选择性衰落(快衰落)、慢 衰落; 1——平坦慢衰落,2——平坦快衰落,3——频选慢衰落,4——频选快衰落。3、CDMA有直序扩频-CDMA(DS-CDMA)和跳频-CDMA两种主要方式; 对于DS-CDMA扩频方式主要通过自相关克服多径干扰,互相关克服多址干扰,具体如下: 自相关:

互相关: 对于所有的t,好的码字有和的关系成立 ——消除了多径干扰 ——消除了多址干扰 对于跳频-CDMA: 多径干扰通常已经消除; 多址干扰通过编码的方式来纠正。 4、CDMA的最佳接收机采用的是最大似然算法; 线性多用户检测算法有:解相关算法和最小均方差算法; I=I MAI+f*I MAI; I=f* I MAI; 最大容量因子=(1+f)/f=2.8 。 5、CDMA系统下行使用正交扩频码,上行使用非正交扩频码(下行需要区分多个用户,上行可以直接用扰码进行区分同一小区不同用户); CDMA系统用户容量定义:对于给定宽带的信道,能给多少用户提供服务;因为Wash-Hadamard码为正交码,所以系统用户容量为N。 K=3G/SIR+1;当SIR为10dB时,K=39;SIR为1dB时,K=385; 6、Orthogonal Frequency Division Multiplexing ; 收发结构框图:

超宽带无线通信技术论文

超宽带无线通信技术 【摘要】过去二十年,无线技术在通信发展进程中一直扮演着重要角色。伴随着移动通信十几年来的蓬勃发展以及3G、B3G等概念的日益普及,无线家族中的另一成员——宽带无线接入技术近年来异军突起。而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的原理,基本理论,主要技术特点,部分关键技术及其应用和未来的发展情况,旨在对超宽带无线通信技术做一个初步的探索和研究。 【关键词】超宽带无线通信超宽带(UWB)技术调制方式多址方式

【Abstract】In the past twenty years, wireless technology in communication, in the course of development, has always been playing an important role. With the mobile communication for more than a decade of booming development and 3 G, B3G concepts such as the increasing popularity of the wireless in the family, another member--broadband wireless access technology in recent years as a new force. But along with the development of wireless communication technology, people on the high-speed short-range wireless communication and taller to the requirement of. Ultra-wideband (UWB) technique appears, to achieve the short distances bandwidth, high speed of the data transmission. The modulation mode and multiple address the characteristics of the technology to make it are other wireless communication technology can have wide bandwidth and high speed data transfer, low power consumption, safety performance is higher characteristic. This paper introduces the principle of the basic theory, UWB, main technical characteristics, some key technology and its application and the development of the future, for the purpose of the broadband wireless communication technology to do a preliminary exploration and research. 【Keywords】The broadband wireless communication ultra-wideband (UWB)technology modulation mode multi-access way

超宽带无线通信技术及应用

超宽带无线通信技术及应用毕业设计(论文)专业 ___________ 无线电技术 班次11613 ____________________ 姓名 ___________ 曾麒麟

指导老师 ________ 杨新明 成都工业学院 二0 一四年

超宽带无线通信技术及主要应用 摘要:相对有线通信,无线通信最大的优点在于其可移动性。但是,却要面对恶劣的无线通信环境和有限的频谱资源的挑战。与此同时,人们对无线通信系统的要求在不断地提高,希望其能提供更高的数据传输速率。在这样的背景下, 超宽带技术引起了人们的重视,已逐渐成为无线通信领域研究开发的一个热点。超宽带的核心是冲激无线电技术,其带宽大于目前所有通信技术的带宽,且抗干扰性能强、传输速率髙、系统容量大、功耗低等优点,满足10m之内的无线个人局域网。本文介绍了超宽带无线通信技术(UWB)的发展背景,并对脉冲信号波形的产生、调制技术进行了分析讨论,以及对UWB接收机技术、多址技术等方面进行了论述。本文仅对UWB技术在无线个人局域网和军用中的应用进行了论述,以及提出了UWB技术的不足之处和解决方案,最后对UWB技术的开发和发展前景作了展望。 [关键词]超宽带无线通信技术;无线个人局域网;多址技术;脉冲调制

成都工业学院 通信工程系毕业设计论文

目录 前言 0 第1章绪论 (1) 第2章UWB技术简介 (3) 2.1超宽带无线技术的背景 (3) 2.2超宽带无线技术的概念 (4) 2.3超宽带无线技术的主要特点 (5) 2.4超宽带与其他近距离无线通信技术的比较 (6) 2.5超宽带系统对其它系统的干扰 (8) 第3章超宽带技术的关键技术 (9) 3.1超快带系统的基本模型 (9) 3.2脉冲成形技术 (9) 3.2.1超宽带系统对脉冲波形的要求 (10) 3.2.2 高斯脉冲的时域波形 (10) 3.2.3高斯脉冲的频谱特性 (12) 3.2.4形成因子〉对高斯脉冲的影响 (14) 3.3超宽带脉冲调制技术 (15) 3.3.1脉冲位置调制(PPM (16) 3.3.2脉冲幅度调制(PAM (16) 3.3.3多频带脉冲调制 (17) 3.4超宽带系统多址技术 (17) 3.4.1............................................................................................ TH-PPM 多址方 式18 3.4.2D S-CDMA 多址方式 (19) 3.4.3P CTH超宽带多址技术 (20) 3.4.4几种多址技术的比较 (20) 第4章超宽带接收机关键技术 (22) 4.1RAKE 接收机 (22) 4.2多径分集接收策略和多径合并策略 (23) 4.2.1多径分集接收策略 (23) 4.2.2多径合并策略 (24) 4.3 定时同步技术 (24) 4.4信道估计技术 (25) 第5章UWB技术的标准化进程及其应用 (26) 5.1UWB信号的频谱管理 (26) 5.1.1规范UWB言号频谱的必要性 (26) 5.1.2F CC关于UWB言号频谱的规范 (26) 5.2超宽带技术的应用 (27) 5.2.1超宽带技术在高速无线网络中的应用 (28)

常用无线网络通信技术解析

常用无线网络通信技术解析 发表时间:2017-10-19T10:33:32.157Z 来源:《基层建设》2017年第17期作者:陶庆东 [导读] 摘要:随着我国信息技术不断发展,促进了无线网络通信技术的不断进步,出现了GPS检测、挖掘机器人设计等相关技术,在实际应用过程中,发挥了至关重要的作用,因此本文主要探讨了常用无线网络通信技术,旨在为相关工作者提供借鉴。 广东省电信工程有限公司广东东莞 523000 摘要:随着我国信息技术不断发展,促进了无线网络通信技术的不断进步,出现了GPS检测、挖掘机器人设计等相关技术,在实际应用过程中,发挥了至关重要的作用,因此本文主要探讨了常用无线网络通信技术,旨在为相关工作者提供借鉴。 关键词:无线网络;通信技术;分析 无线网络随着局域网的发展而不断发展,无线网络不需要进行布线,就可以实现信息传输,为人们的通信提供了较大的便利。无线网络不仅具有质量高的优点,同时还可以降低通信成本,所以在许多的领域中,都可以应用无线网络通信,以此提高各领域的工作效率,充分发挥无限网络的的应用优势。目前我国无线网络通信技术有很多种,与人们的生活也息息相关,所以应常用网线网络技术的深入的分析,以此不断提高无线网络通信技术水平。 1 无线广域网 无线广域网不仅可以实现与私人网络进行无线连接,同时还可以与遥远的观众进行无限连接。在无限广域网中,常使用的通信技术,主要有以下几种,GPS、GSM、以及3G,下面就针对这三种技术进行探讨。 1.1 GPS GPS是一项重要的定位技术,其主要基础为子午仪卫星导航系统,它可以在海陆空进行三维导航,同时还具有较强的定位能力,美国在1994年全面建成。GPS系统主要由GPS卫星星座、地面监控系统以及GPS信号接收机三部分组成,GPS系统的卫星共有24颗,它们在轨道平面上均匀分布,其主要负责两方面工作,其一是对卫星进行监控,其二计算卫星星历;对于GPS用户设备主要由两部分组成,一部分为GPS信号接收机硬件,另一部分为GPS信号接收机处理软件。GPS在工作过程中,通常利用GPS信号接收机,对GPS卫星信号进行接收,并对信号进行相应的处理,进行确定相关的信息,包括用户位置以及速度等等,以此实现GPS定位以及导航的目的。GPS系统具有一定的特点,包括操作简便、高效率以及多功能等,最初,在军事领域中应用GPS,随着GPS系统的不断发展,GPS应用范围越来越广,在民用领域中应用力度逐渐加大,特别是在工程测量中,可以实现全天候的准确监测,大大提高了工程测量的精度,促进工程测量的行业的不断发展。 1.2 GSM GSM是全球移动通信系统的简称,是蜂窝系统之一。GSM发展的较为迅速,在欧洲和亚洲,已经将GSM作为标准,目前在世界上许多的国家,都建立的GSM系统,这主要是因为GSM系统具有一定的优势,如稳定性强、通话质量高、以及网络容量等等,这主要是因为GSM系统在工作中,可以实现多组通话在同一射频进行,GSM系统一般主要有包括三个频段,即1800MHZ、900MHz以及1900MHz。 1.3 GPRS GPRS是指通用分组无线业务,它是一种新的分组传输技术,在应用过程中,GPRS具有较多的优点,包括广域的无线IP连接、接口传输速率块等等。在GPRS系统运行过程中,通过分组交换技术,一方面可以实现多个无线信号共一个移动用户使用,另一方面可以实现一个无线信道共多个移动用户使用。信道资源会在移动用户进行无数据传输过程中让出来,这样可以实现无线频带资源利用率的提升。 2 无线局域网 无线局域网主要指的网络传输主要通过无线媒介,包括无线电波以及红外线等。对于无线局域网通信技术覆盖范围,一般情况下,在半径100m左右,目前IEEE制订的无线局域网标准,主要采用的是IEEE802.11系列标准,对于网络的物理层,作出的主要规定,同时还规定了媒质访问控制层。该系列的标准有很多种,包括IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b等等,对此进行简单的介绍。 2.1 IEEE802.11 对于无线局域网络,最早的网络规定为IEEE802.11,2.4GHZ的ISM工作频段是其工作的主要频段,物理层主要采用技术主要有两项,即红外线技术、跳频扩频技术等等,主要能够解决两项问题,一种为办公室局域网问题,另一种为校园网络用户终端无线接入问题。IEEE802.11数据传输速率可以达到2Mbps,随着我国网络技术的发展,IEEE802.11也得到了研究和发展,陆续推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a,其中陆续推出了IEEE802.11b的数据传输速率可以达到11Mbps,IEEE802.11a的数据传输速率可以达到54Mbps,以此满足不断发展的高带宽带网络应用的需要、 2.2 IEEE802.11b 在现实生活使用中,我们可以将IEEE802.11b称作为Wi-Fi,2.4GHz频带是IEEE802.11b工作主要的频带之一,物理层主要由支持两个速率,即5.5Mbps和11Mbps,IEEE802.11b传输速率会受许多因素的影响,包括环境干扰和传输距离等,传输速率可以进行相应的切换。直接序列扩频DSSS技术是IEEE802.11b主要采用的技术。对于IEEE802.11b,可以将其工作模式可以分为两种,一种为点对点模式,另一种为基本模式,其中点对点模式是指两个无线网卡计算机之间的相互通信;基本模式还包括两种通信方式,一种为无线网络的扩充的时的通信方式,另一种指的是有线网络并存时的通信方式。 2.3IEEE802.11a 在美国,IEEE802.11a主要有三个频段范围,即5.15-5.25GHz、5.725-5.825GHz,物理层和传输层的速率可以达到54Mbps和 25Mbps,正交频分复用的独特扩频技术是IEEE802.11a主要采用的技术,通过该技术,可以实现传输范围的扩大,同时对于数据加密,可以达到152位的WEP。 3 无线个域网 在网络架构的底层,设置无线个域网WPAN,一般点对点的短距离连接使用无线个域网。对于无线个域网,使用的通信技术包括红外、蓝牙以及UWB等等,对此下面进行详细的介绍和分析。 3.1 蓝牙 蓝牙作为一种短距离无线通信技术,主要应用小范围的无线连接。蓝牙技术的传输速率为1Mbps,有效的通信范围在10m-100m范围,2.4GHz频段是蓝牙运行的频段,传输速率可以通过GFSK调制技术来实现,同时通过FHSS扩频技术还可以将信道分成若个的时隙,

2014宽带无线通信试题

西安电子科技大学 研究生课程考试试题 考试科目:宽带无线通信(Z08TE1007/X17TE1241X1/X17TE0229)考试日期:2015年1月12日考试时间:120分考试方式:(闭卷)任课教师: 学生姓名:学号: 注:所有学生请将试题与答卷同时交回。请务必填写是选修课还是必修课,以及是博士生和硕士生。 必修/选修:博士/硕士: 1.令h表示归一化信道增益,ρ表示在单个天线上信噪比,N表示天线数,请给出SISO信道,SIMO信道,MISO信道(包括发端已知信道状态信息和发端未知信道状态信息)的信道容量表达式(8分)。 2.无线信道的特性由哪些物理现象决定的(4分);小尺度衰落有哪四种(4分);令T s为符号周期,T c为相干时间,T m为时延扩展,请给出下图的四个区域分别对应的信道类型(4分)。 T s 12 T m 34 T c T s 3.CDMA有哪两种主要的方式(2分);分别说明这两种方式如何克服多径干扰和多址干扰(8分)。 4.CDMA的最佳用户接收机采用什么算法(2分);给出两种线性多用户检测的算法(2分);如果忽略背景噪声,令I MAI表示系统同小区用户的多址干扰,f是其他小区的多址干扰与同小区的多址干扰的比率,问一个没有多用户检测的系统中的全部干扰如何表示(2分);若采用多用户联合检测,此时的干扰如何表示(2分);若f为0.55,则有多用户检测的系统的最大容量增益因子为多少(2分)。 5.扩频码分为正交扩频码和非正交扩频码,CDMA系统的下行使用哪种扩频码,上行使用哪种扩频码(2分);CDMA系统用户容量的定义(2分);如果一个正交CDMA系统采用N×N维Wash-Hadamard码,该系统的用户容量为多少(2分);

最新无线通信技术基础知识(1)

无线通信技术 1.传输介质 传输介质是连接通信设备,为通信设备之间提供信息传输的物理通道;是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输,都是电磁波在不同介质中的传播过程,在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。 传输介质可以分为三大类:①有线通信,②无线通信,③光纤通信。 对于不同的传输介质,适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。 不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即是可供使用的频谱宽度,高带宽传输介质可以承载较高的比特率。 2无线信道简介 信道又指“通路”,两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。

无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB,(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落(骤然降低)。引起衰落的因素有环境有关。 2.1无线信道的传播机制 无线信道基本传播机制如下: ①直射:即无线信号在自由空间中的传播; ②反射:当电磁波遇到比波长大得多的物体时,发生反射,反射一般在地球表面,建筑物、墙壁表面发生; ③绕射:当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射; ④散射:当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上,一般树叶、灯柱等会引起散射。 2.2无线信道的指标 (1)传播损耗:包括以下三类。 ①路径损耗:电波弥散特性造成,反映在公里量级空间距离内,接收信号电平的衰减(也称为大尺度衰落); ②阴影衰落:即慢衰落,是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化,一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的; ③多径衰落:即快衰落,是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化,一般主要由于多径效应引起的。 (2)传播时延:包括传播时延的平均值、传播时延的最大值和传播时延的统计特性等; (3)时延扩展:信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展,时延扩展是对信道色散效应的描述; (4)多普勒扩展:是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散,又称时间选择性衰落,是对信道时变效应的描述; (5)干扰:包括干扰的性质以及干扰的强度。 2.3无线信道模型 无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型,后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。 (1)室内传播模型:室内传播模型的主要特点是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响,但受建筑材料影响大。典型模型包括:对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等; (2)室外宏蜂窝模型:当基站天线架设较高、覆盖范围较大时所使用的一类模型。实际使用中一般是几种宏蜂窝模型结合使用来完成网络规划; (3)室外微蜂窝模型:当基站天线的架设高度在3~6m时,多使用室外微蜂窝模型;其描述的损耗可分为视距损耗与非视距损耗。

超宽带(UWB)无线通信技术详解

超宽带(UWB)无线通信技术详解 作者:王德强李长青乐光新 近年来,超宽带(UWB)无线通信成为短距离、高速无线网络最热门的物理层技术之一。 许多世界著名的大公司、研究机构、标准化组织都积极投入到超宽带无线通信技术的研究、开发和标准化工作之中。为了使读者对UWB技术有所了解,本讲座将分3期对UWB 技术进行介绍:第1期讲述UWB的产生与发展、技术特点、信号成形及调制与多址技术,第2期对UWB信道、系统方案及接收机关键技术进行介绍,第3期介绍UWB的应用前景及标准化情况。 1 UWB的产生与发展 超宽带(UWB)有着悠久的发展历史,但在1989年之前,超宽带这一术语并不常用,在信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。1989年,美国国防部高级研究计划署(DARPA)首先采用超宽带这一术语,并规定:若信号在-20dB处的绝对带宽大于1.5GHz 或相对带宽大于25%,则该信号为超宽带信号。此后,超宽带这个术语才被沿用下来。

其中,fH为信号在-20dB辐射点对应的上限频率、fL为信号在-20 dB辐射点对应的下限频率。图1给出了带宽计算示意图。可见,UWB是指具有很高带宽比(射频带宽与其中心频率之比)的无线电技术。 为探索UWB应用于民用领域的可行性,自1998年起,美国联邦通信委员会(FCC)开始在产业界广泛征求意见。美国NTIA等通信团体对此大约提交了800多份意见书。 2002年2月,FCC批准UWB技术进入民用领域,并对UWB进行了重新定义,规定UWB信号为相对带宽大于20%或-10dB带宽大于500MHz的无线电信号。根据UWB系统的具体应用,分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。根据FCCPart15规定,UWB通信系统可使用频段为3.1 GHz~10.6 GHz。为保护现有系统(如GPRS、移动蜂窝系统、WLAN等)不被UWB系统干扰,针对室内、室外不同应用,对UWB系统的辐射谱密度进行了严格限制,规定UWB系统的最高辐射谱密度为-41.3 dBm/MHz.。图2示出了FCC对室内、室外UWB系统的辐射功率谱密度限制。当前,人们所说的UWB是指FCC给出的新定义。

超宽带无线通信技术解析

超宽带无线通信技术 摘要:超宽带(UWB)具有传输速率高、通信距离短、平均发射功率低等特点,非常适合于短距离高速无线通信。文章对UWB的发送接收技术和信道建模方式进行了讨论,指出UWB将定位于各种消费类电子设备和终端间的高速无线连接。对于IEEE的UWB标准,文章认为由于目前形成了脉冲无线电和多频带正交频分复用(OFDM)两大方案,因此最终采用哪种方案还需等待。 关键词:超宽带;脉冲无线电;无线个域网 无线技术在通信发展进程中一直扮演着重要角色。伴随着移动通信十几年来的蓬勃发展以及3G、B3G等概念的日益普及,无线家族中的另一成员——短距离宽带无线接入技术近年来异军突起。从蓝牙、HomeRF到IEEE 802.11(即Wi-Fi)系列,越来越多的人开始感受到了短距离无线通信技术所带来的诸多便捷,甚至有人认为短距离无线通信技术具有与3G抗衡之势。 超宽带(UWB)技术是目前备受关注的一种新型短距离高速无线通信技术。多年来,这项技术一直在军事领域中使用。UWB在民用领域开放后,有望凭借其超高的传输速度和低功率、低成本等优势给短距离无线接入市场注入新的活力。 1 UWB的特点 应用于无线通信领域的UWB是一种低功率的无线电技术。按照2002年美国联邦通信委员会(FCC)在向民用领域开放UWB时的定义,超宽带技术指的是信号相对带宽(即信号带宽与中心频率之比)不小于0.2或绝对带宽不小于500 MHz,并使用指定的3.1 GHz~10.6 GHz频段的通信方式。与其他传统的无线通信技术相比较,UWB的技术特点主要有: (1)传输速率高 UWB系统使用上千兆赫兹的超宽频带,所以即使把发送信号功率谱密度控制得很低,也可以实现高达100 Mb/s~500 Mb/s的信息速率。根据仙农信道容量公式,如使用7 GHz带宽,那么即使信噪比低至-10 dB,理论信道容量也能达到1 Gb/s[1],因此实际中实现100 Mb/s以上的速率是完全可能的。 (2)通信距离短 由于随着传播距离的增加高频信号强度衰减太快,因此使用超宽频带的系统更适合于进行短距离通信。理论分析表明,当收发机之间的距离大于12 m时,UWB的信道容量低于传统的窄带系统。 (3)平均发射功率低 在短距离应用中,UWB发射机的发射功率通常可做到低于1 mW,这是通过牺牲带宽换取的。

无线局域网是无线通信专业技术与网络专业技术相结合产物

无线局域网是无线通信技术与网络技术相结合的产物。从专业角度讲,无线局域网就是通过无线信道来实现网络设备之间的通信,并实现通信的移动化、个性化和宽带化。通俗地讲,无线局域网就是在不采用网线的情况下,提供以太网互联功能。 无线局域网概述 无线网络的历史起源可以追溯到50年前第二次世界大战期间。当时,美国陆军研发出了一套无线电传输技术,采用无线电信号进行资料的传输。这项技术令许多学者产生了灵感。1971年,夏威夷大学的研究员创建了第一个无线电通讯网络,称作ALOHNET。这个网络包含7台计算机,采用双向星型拓扑连接,横跨夏威夷的四座岛屿,中心计算机放置在瓦胡岛上。从此,无线网络正式诞生。 1.无线局域网的优点 (1)灵活性和移动性。在有线网络中,网络设备的安放位置受网络位置的限制,而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性,连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。 (2)安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点设备,就可建立覆盖整个区域的局域网络。 (3)易于进行网络规划和调整。对于有线网络来说,办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程,无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。 (4)故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障,尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断,往往很难查明,而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障,只需更换故障设备即可恢复网络连接。

(5)易于扩展。无线局域网有多种配置方式,可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络,并且能够提供节点间"漫游"等有线网络无法实现的特性。 由于无线局域网有以上诸多优点,因此其发展十分迅速。最近几年,无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。 2.无线局域网的理论基础 目前,无线局域网采用的传输媒体主要有两种,即红外线和无线电波。按照不同的调制方式,采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。 (1)红外线(Infrared Rays,IR)局域网 采用红外线通信方式与无线电波方式相比,可以提供极高的数据速率,有较高的安全性,且设备相对便宜而且简单。但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差,使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制,通常IR局域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。 (2)扩频(Spread Spectrum,SS)局域网 如果使用扩频技术,网络可以在ISM(工业、科学和医疗)频段内运行。其理论依据是,通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。扩频技术主要分为跳频技术(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)两种方式。

宽带通信技术(DOC)

宽带通信技术

目录 一、宽带的定义 (1) 二、传输技术 (1) 1.PDH、SDH (1) 2.WDM (2) 3.MSTP (3) 4.ASON (4) 三、交换技术 (4) 1.电路交换 (5) 2.报文交换 (5) 3.分组交换 (5) 4.异步传输模式(ATM) (6) 5.软交换 (6) 6.IMS (7) 四、接入技术 (8)

一、宽带的定义 宽带并没有很严格的定义。从一般的角度理解,它是能够满足人们感观所能感受到的各种媒体在网络上传输所需要的带宽,因此它也是一个动态的、发展的概念。FCC(Federal Communications Commission美国联邦通讯委员会)2010年07月24日为“宽带”这个词语下了一个定义,FCC认为宽带意味着下载速率为4Mbps,上行为1Mbps,可以实现视频等多媒体应用,并同时保持基础的Web浏览和E-Mail特性。目前的宽带对家庭用户而言是指传输速率超过1M,可以满足语音、图像等大量信息传递的需求。 宽带网络由传输网、交换网和接入网三大部分组成。因此,宽带网络的相关技术也分为:传输技术、交换技术、接入技术。 二、传输技术 传输网的发展大概经历了数字传输代替模拟传输、SDH在光传输中的出现、全光网络等几个阶段。目前,传输网发展很快,联合国“1999世界电信论坛会议”副主席约翰?罗斯(John Roth)在论坛开幕演说时提出“新摩尔定律”——光纤定律,互联网带宽每9个月会增加一倍的容量,但成本降低一半;乔治?吉尔德曾预测,在未来25年,主干网的带宽将每6个月增加一倍。传输网的一些主要技术有: 1.PDH、SDH 在数字传输系统中,有两种数字传输系列,一种叫“准同步数字系列”(Plesiochronous Digital Hierarchy),简称PDH;另一种叫“同步数字系列”(Synchronous Digital Hierarchy),简称SDH。

uwb超宽带无线通信技术(高精度定位)

UWB(定位技术)超宽带无线通信技术 一、UWB调制技术 超宽带无线通信技术(UWB)是一种无载波通信技术,UWB不使用载波,而是使用短的能量脉冲序列,并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。 传统通信方式使用的是连续波信号,即本地振荡器产生连续的高频载波,需要传送信息通过例如调幅,调频等方式加载于载波之上,通过天线进行发送。现在的无线广播,4G通信,WIFI等都是采用该方式进行无线通信。下图是一个使用调幅方式传递语音信号的的连续波信号产生示意图。 图1 连续波调幅信号 而脉冲超宽带IR-UWB(Impluse Radio Ultra Wideband)信号,不需要产生连续的高频载波,仅仅需要产生一个时间短至nS级以下的脉冲,便可通过天线进行发送。需要传送信息可以通过改变脉冲的幅度,时间,相位进行加载,进

而实现信息传输。下图是使用相位调制方式传输二进制归零码的IR-UWB信号产生示意图。 图2 IR-UWB调相信号 从频域上看,连续波信号将能量集中于一个窄频率内,而UWB信号带宽很大,同时在每个频点上功率很低,如图3所示。

图3 IR-UWB信号频谱 在无线定位中,使用IR-UWB信号相对于窄带信号的主要优势为,IR-UWB信号能准确分立无线传输中的首达信号和多径反射信号,而窄带信号不具备该能力。 主要有三种应用:成像、通信与测量和车载雷达系统,再宏观一点,可以分为定位、通信和成像三种场景。 ·通信:因为大带宽,所以UWB一度被认为是USB数据传输的无线替代方案,蓝牙的问题是传输速度太慢。UWB还常用于军用保密通信,这主要也是因为UWB脉冲的能量很低,很容易低于噪声门限,不容易被其它无线电系统监听到。UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号,能实现数百Mbit/s至2Gbit/s 的数据传输速率。而且具有穿透力强、功耗低、抗干扰效果好、安全性高、空间容量大、能精确定位等诸多优点,可以说是个超级“潜力股”,很有可能在将来成为家庭主用的无线传输技术。

无线通信网络基本知识详解

无线网络基本知识 一、基本概念 1、什么是无线局域网 无线局域网络(Wireless Local Area Networks;WLAN) 是利用射频(Radio Frequency;RF)的技术,取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络,WLAN利用电磁波在空气中发送和接受数据,而无需线缆介质。WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps(802.11b),最高速率可达54Mbps(802.11a),传输距离可远至20km以上。它是对有线连网方式的一种补充和扩展,使网上的计算机具有可移动性,能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络连通问题。使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它,达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。 2、为什么使用无线局域网络 通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆,构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工程量大,线路容易损坏,网中的各节点不可移动。特别是要把相离较远的节点联接起来时,敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的连网需求形成了严重的瓶颈阻塞。并且,对于局域网络管理主要工作之一,是铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作,很容易令人烦躁,也不容易在短时间内找出断线所在。再者,由于配合企业及应用环境不断的更新与发展,原有的企业网络必须配合重新布局,需要重新安装网络线路,虽然电缆本身并不贵,可是请技术人员来配线的成本很高,尤其是老旧的大楼,配线工程费用就更高了。因此,WLAN就是解决有线网络存在以上问题而出现的,架设无线局域网络就成为最佳解决方案。 3、什么情形需要无线局域网络 无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络,而是用来弥补有线局域网络之不足,以达到网络延伸之目的,下列情形可能须要无线局域网络: a.无固定工作场所的使用者 b.有线局域网络架设受环境限制 c.作为有线局域网络的备用系统 4、无线局域网络的优点 a.安装便捷 一般在网络建设中,施工周期最长、对周边环境影响最大的,就是网络布线施工工程。在施工过程中,往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点(Access Point) 设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。 b.使用灵活 在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦WLAN建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。 c.经济节约 由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。 d.易于扩展 WLAN有多种配置方式,能够根据需要灵活选择。这样,WLAN就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络,并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络

几种无线通信技术的比较.

几种无线通信技术的比较 摘要:随着电子技术、计算机技术的发展,近年来无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合,本文将目前应用的、无线通信方式进行了分析对比,并总结和预见了它们今后的发展方向。 关键词:Zigbee Bluetooth UWB Wi-Fi NFC Several Wireless Communications Technology Comparison Abstract:As the development of electronic technology,computer technology, wireless communication technology have a rapid development in recent years,emerged wireless data transmission standard,they have their advantages and disadvantages,and different applications,the application of various wireless communication were analyzed and compared,and summarized and foresee their future development. 一.几种无线通讯技术 (一)ZigBee 1.简介: Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。 ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,在整个网络范围内,每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信,每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是,ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便,工作可靠,价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立,每个基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个ZigBee―基站‖却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象,例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外,每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。

常见无线通信技术

常见无线通信技术 蓝牙 超宽带技术 ZigBe Wi一F zigBee的产生 ZigBee的优势 zigBee的应用 1.典型的短距离无线数据网络技术 典型的短距离无线系统由一个无线发射器(包括数据源、调制器、RF源、RF功率放大器、天线、电源组成)和一个无线接收器(包括数据接收电路、RF 解调器、译码器、RF低噪声放大器、天线、电源)组成。 随着无线的发展,网络化、标准化、要求逐渐出现在人们的面前。因此各种无线网络技术标准纷纷被制订出来。下面我们来看看目前比较热门的几种无线网络技术标准、 5种短程无线连接技术正在成为业界谈论的焦点,它们分别是ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Bluetooth)、超宽频(Ultra Wide Band)和近距离无线传输(NFC)。

1.ZigBee ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。它此前被称作HomeRF Lite或FireFly无线技术,主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。最后,这些数据可以进入计算机,用于分析或者被另一种无线技术如WiMax收集。 ZigBee的基础是IEEE 802.15.4,这是IEEE无线个人区域网(PAN,Personal AreaNetwork)工作组的一项标准,被称作IEEE 802.15.4(ZigBee)技术标准。 ZigBee不仅只是 802.15.4 的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,所以ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本点的4KB或者作为Hub、路由器的协调器的32KB。每个协调器可连接多达255个节点,而几个协调器则可形成一个网络,对路由传输的数目则没有限制。ZigBee联盟还开发了安全层,以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识,而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。、

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