现代宽带通信技术的研究与应用

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1、现代宽带通信技术的研究和应用毛月内容摘要：伴随着互联网的发展，宽带通信技术，已经渐渐成为一门重要的通信技术,它对人们的生活影响非常之大。随着无线通信技术的不断发展，人们对无线通信的传输效果要求越来越高。超宽带技术的出现，无疑解决了这个问题，实现了短距离、高速传输。脉冲超宽带传输技术是i种无载波通信技术，具有高数据率传输、室内多径分辨能力强、精确的定位特性、功耗低、保密性高等优势。本文将详细分析超宽带通信技术的特点及研究情况，同时介绍了现代超宽带通信技术的应用领域。关键词：超宽带通信技术研究应用1—刖吞随着互联网的普及，尤其是宽带通信技术的广泛应用

2、，各国城市化、工业化、信息化进程正在加快。与此同吋，网络化、自动化、智能化所达到的水平，已经或正在改变着人们的主产和生活方式。现代移动通信技术能够蓬勃发展得益于它的便捷灵活等特点，第三代及增强型第三代移动通信技术概念普及范围越來越广，短距离宽带无线接入技术更是口益突出。现代通信技术中最受关注的短距离高速通信技术就是超宽带脉冲通信技术，是一种新型的无线通信技术。目前，这种无线通信技术已经被美国联邦通信委员会（fee）采纳，允许超宽带技术和产品参与商业化动作，并且颁布了超宽带占用带宽的相关条件。ieee802.15.3a标准已经将超宽带技术选为其实现

3、无线个域网中物理层的基本技术,此外，最近提出的ieee802.15.3a标准中也包括了超宽带的物理层方案。与此同时，欧洲和亚洲的诸多国家（包括我国）也在积极地展开研究和指定各口的标准,期槊形成独立自主的超宽带技术知识产权。1超宽带通信技术的概述及特点超宽带无线通信能够提供高速率、低功耗及低成本的短距离无线链路，并冃rtiTuwm是对现在已被山用的频率资源的重用，因而可以缓解目前日趋紧张的频率资源需求江WM也非常适合室内密集多径传播环境下的高速无线传播。1.1超宽带通信系统的概述超宽带通信技术是现代被广泛且深入研究的一种新型无线通信技术，不仅仅是因

4、为它与其余的通信系统同时享有频段，且占有极宽带宽，同时还给研究兼容、干扰的等领域引起挑战，更是因为它拥冇低功耗、低消费、高数据率等特点。现在超宽带通信技术包括DS-CDMA方案、MB-OFDM方案（多频带OFDM）、脉冲超宽带方案三种。超宽带通信技术脉冲长度比包括以3G为代表的宽带cdma技术在内的现有无线通信技术的带宽都大，一•般都在亚纳秒量级。现在超宽带基于专利和现实技术复朵等关系，其主要方案是DS-CDMA和MB-OFDMo1.2超宽带通信系统的特点超宽带系统对于窄带通信系统有许多明显的优势，具体如下：（1）辐射谱密度低超宽带通信系统使用很

5、低的功率谱密度发射信号，功率谱密度与窄带系统接收端的背景噪声电平持平。因此，超宽带系统对窄带系统的干扰小，能与其他通信系统共享频谱资源。此外，低的辐射谱密度使得信号的隐蔽性特别强，被截获和检测的概率低，保证了通信的安全性。（2）传输速率高信道容量随带宽是线性增加，而随信号功率是呈对数增加。对于脉冲UWB无线系统來说，带宽非常宽，可能比现存系统的带宽宽很多，因此系统能够在很低的发射功率下工作。这也意味着UWB系统能以相对低的传输功率实现高数据率传输。（3）多径分辨能力强多径衰落是无线通信的一大障碍，这在密集建筑物环境屮（如室内）尤为明显。在无线通信

6、系统中，信道情况比较复杂，发射机和接收机之间存在许多障碍物。发射信号经过多次反射、散射、绕射后经过不同的路径到达接收端。由于经过不同路径的信号其幅度的衰减和吋间的延迟都是不同的，所以在接收端这些信号的叠加会引起信号的衰落，窄带系统尤为严重。在超宽带系统中，承载数拯信息的是持续时间在纳秒级的时间离散窄脉冲，经多径反射的延时信号与直达信号在时间上是可以分离的。因此，超宽带信号具有很强的分辨多径衰落能力。（4）低截获和检测概率超宽带系统对检测和截获具有先天的免疫能力。正是由于这种低发射功率，窃听者必须非常靠近发射机（人约lm）才能检测到发射信息。此外，

7、超宽带脉冲对每一对发射机/接收机而言，在时域用唯一的码进行调制。非常窄的脉冲进行时域的调制增加了超宽带通信的安全性，因为若不知道到达的时刻來检测皮秒级的脉冲几近于不可能。因此,超宽带系统使得获得高度的安全、低截获和检测概率（lpi/d）的通信能得到保证，这些对于军事通信而言是很重要的。（5）超强的穿透特性与窄带技术不同，超宽带系统能够冇效地穿透不同的材料。在范围宽广的超宽带频谱中所包含的低频成分为长波，它使得超宽带信号能够穿透多种材料，包括墙。该特性使得超宽带信号适用于穿透墙的通信系统以及穿透地的雷达。然而仅当其频谱包含有无线频谱的低频部分时，超

8、宽带信号的材料穿透能力才有用。（6）体积小、功耗低超宽带技术不需要载波，传输的数据（信息）直接调制在持续时间为纳秒级的窄脉冲上，超宽带信