超宽带无线通信技术解析
UWB超宽带
UWB超宽带什么是UWB超宽带？UWB（Ultra-WideBand）超宽带是一种通过在超宽频带范围内传输数据的无线通信技术。
它基于短脉冲信号，能够在极短的时间内传输大量数据。
UWB超宽带技术在无线通信领域具有广泛应用，包括室内定位、物体追踪、雷达和无线传感器网络等。
UWB超宽带的特点1.宽频带范围： UWB超宽带技术的一项主要特点是其宽频带范围。
通常，UWB的频带范围从几百兆赫兹（MHz）到几千兆赫兹（GHz），因此能够支持高速数据传输和较长的传输距离。
2.低功率： UWB超宽带技术在传输数据时使用低功率，这使得它可以在不干扰其他无线设备的情况下工作。
3.高精度定位： UWB超宽带技术可以实现高精度的室内定位。
由于UWB信号能够穿透墙壁和障碍物，因此可以在室内环境中实现准确的物体定位。
4.抗多径干扰：多径干扰是指由于信号在传播过程中碰撞、反射和折射等原因导致信号传输路径的多样性。
UWB超宽带技术通过使用信号的多径特性来抵消多径干扰，提高信号传输的可靠性。
UWB超宽带的应用1. 室内定位UWB超宽带技术在室内定位方面具有特殊优势。
通过将UWB设备部署在建筑物内部，可以实现对人员和物体的高精度定位。
这在商场、医院和仓库等场所可以提供实时的位置信息，便于管理和安全监控。
2. 物体追踪利用UWB超宽带技术，可以实现对物体的追踪。
通过将UWB标签附着在物体上，可以准确追踪其位置和运动轨迹。
这在物流管理、仓库管理和供应链领域具有广泛应用。
3. 雷达应用UWB超宽带技术在雷达领域也得到了广泛应用。
与传统雷达相比，UWB雷达具有更高的分辨率和更好的目标检测能力。
它可以在不同的天气和环境条件下提供高质量的目标识别和跟踪。
4. 无线传感器网络UWB超宽带技术在无线传感器网络中起到重要作用。
通过使用UWB传感器，可以实现对环境参数（如温度、湿度和压力等）进行高精度和实时的测量。
这在工业自动化、环境监测和智能家居等领域有着广泛的应用前景。
关于超宽带(UWB)无线通信技术的分析研究
关于超宽带（UWB）无线通信技术的分析研究
随着科技的不断发展，无线通信技术也在逐步提升。
超宽带（UWB）无线通信技术作为一种新兴的无线通信技术，已逐
渐被工业界和学术界广泛认可。
本文将对超宽带无线通信技术进行分析研究。
首先，超宽带技术是指利用极短的脉冲信号进行通信的一种无线通信技术。
它具备宽带、低功耗、高速、高精度、低干扰等优点，可以在短距离范围内实现高速数据传输和定位服务。
与传统的无线通信技术相比，超宽带技术具有更高的频带利用率和系统容量，可以实现更安全和高效的通信服务。
其次，超宽带技术已经被广泛应用于各种领域。
在物联网领域，超宽带技术可以应用于智能家居、智能医疗、智能交通等多个领域，可以为人类生活带来更加便利和舒适的体验。
在电子商务领域，超宽带技术可以实现高速数据传输和快速支付，可以为现代商业带来极大的便利和效益。
此外，在智能制造、智慧城市等领域也可以应用超宽带技术。
再次，超宽带技术还存在一些挑战和问题。
例如，超宽带技术的系统复杂，需要高精度的硬件和软件支持。
此外，超宽带技术的应用范围和可靠性还需要进一步完善。
综上所述，超宽带无线通信技术已经成为当前无线通信领域的热门技术之一。
尽管它还存在一些挑战和问题，但它有着广阔的应用前景和市场前景。
随着科技的不断提升和完善，相信超宽带无线通信技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
UWB—超宽带无线通讯技术及应用
Tf Ts=NfTf
Tf Ts
1 UWB技术背景和概述
1.3
UWB 技术背景
超宽带(Ultra Wide Band, UWB)无线通信技术起 源于20世纪60年代对微波网络冲激响应的研究 此后研究焦点主要集中在雷达系统，并一直被 美国军方严格控制，利用占用频带极宽的超短 基带脉冲进行通信，主要应用于军用的雷达， 以及低截获率/低侦测率的通信系统。
1 UWB技术背景和概述
1.3
UWB 技术背景
频谱范围规定
FCC对UWB系统所使用的频谱范围规定为3.110.6GHz，
功率谱密度规定
发射机的信号最高功率谱密度为 −41.3dBm/MHz，
1 UWB技术背景和概述
1.3
UWB 技术背景
为了避免对现有的通信系统带来干扰，必需将超宽带系统的 发射功率限定在一定范围内，即在超宽带通信频率范围内的 每个频率上都规定一个最大的允许功率，这个功率值一般通 过辐射掩蔽（emission mask）来决定.
1 UWB技术背景和概述
1.1 什么是 UWB
窄带 宽带 超宽带 相对带宽<1% 1%<相对带宽<20% 相对带宽>20%
超宽带 绝对带宽 大于 500MHz
超宽带技术UWB(Ultra Wide Band，超宽带)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
2.UWB无线通信技术原理
2.3 UWB的多址及扩频
直接序列扩频
d (t )
信源 调制 高放 混频
r0 (t )
r0(t )
解调
c(t )
超宽带认知无线电的关键技术研究概要
超宽带认知无线电的关键技术研究概要超宽带认知无线电（Cognitive Radio, CR）是一种新型的无线通信技术，它通过实时感知、学习和优化无线电环境来提高频带利用率和网络性能。
在传统的无线通信中，频谱资源被固定分配给特定的用户或系统，导致频谱利用率低下。
而CR技术则能够通过智能化的方法，根据具体的无线环境和通信需求，实时调整频谱使用策略，提高频带利用效率。
首先，频谱感知是CR技术的基础，也是CR系统实现自适应频谱使用的关键。
频谱感知通过对周围无线环境的实时监测和分析，获取空闲频谱的信息，为CR系统提供频谱资源的选择和动态分配。
频谱感知的关键技术包括能量检测、频谱监测、频谱分析等，通过这些手段可以实现对无线环境的深入了解，发现和分析可用的频谱资源。
其次，自适应调制与编码是CR系统实现高效利用频谱的重要手段。
传统的调制与编码技术通常采用固定的调制方式，无法适应不同的无线环境和通信需求。
而CR系统则可以根据频谱感知的结果和通信要求，动态选择合适的调制方式和编码方案，以提高系统的吞吐量和传输可靠性。
自适应调制与编码技术需要考虑多个因素，如信道质量、频谱利用率、传输延迟等，通过智能化的算法和优化方法，实现最佳的调制与编码选择。
功率控制是CR系统实现频谱共享和干扰管理的重要技术。
CR系统共享已经被其他用户或系统占用的频谱，需要避免对原有用户的干扰。
因此，CR系统需要通过控制传输功率，使其在合理的范围内，并根据实时的频谱感知结果进行调整。
功率控制技术可以通过动态调整传输功率和分配资源，以最大化系统性能，实现频谱资源的有效利用。
最后，频谱管理是CR技术实现频谱共享的关键技术。
频谱管理涉及到频谱的分配、调度和协调等方面。
传统的频谱管理方法通常是通过固定的频谱分配方式进行管理，而CR系统通过频谱感知和动态频谱分配等技术，实现对频谱资源的动态管理。
频谱管理涉及到多个问题，如频谱共享机制、频谱分配策略、频谱交换和协商等，需要综合考虑各种因素，使不同用户和系统能够共享频谱资源，提高频带利用率。
新版超宽带(UWB)无线通信技术课件.ppt
参考文献
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多径衰落的统计特性
图4 UWB信号的信道冲激响应曲线
精品课件
UWB无线室内信道特性
路径损失和阴影衰落特性
路径损失表示为：
PL(d )(dB)
C0
10 nΒιβλιοθήκη log10(4d
)
X
C0是参考距离的路径损失， 是信号中心频率对应的波
长，d是收发天线间的距离，X表示阴影衰落。
图3 一种频谱利用率高的UWB窄脉冲的时域波形和频域波形
精品课件
UWB通信的信号形式
调制载波形式
调制载波形式通过调制载波, 将UWB信号搬移到合 适的频段进行传输, 从而可更加灵活、有效地利用 频谱源。
调制载波系统的信号处理方法与一般通信系统采用 的方法类似, 技术成熟度高, 在目前的工艺条件下, 比基带窄脉冲形式更容易实现高速系统。
述了每簇中电波(rays)的到达。
簇到达的时间分布：
p(Tl | Tl1) exp[(Tl Tl1)], l 0
簇中路径到达的时间分布：
p( k,l | (k1),l ) exp[( k,l (k1),l )], k 0
信道冲激响应模型：
/papers/MultiBand_OFDM_Physical_Layer_Proposal_for_IEEE_80 2.15.3a_Sept_04.pdf[DB/OL]. 2004-9-14. [5] R.Roberts. XtremeSpectrum CFP document. /groups/802/15/pub/2003/ Mar03/03154r0P802-15_TG3aXtremeSpectrum-CFP-Document.pdf[DB/OL]. 2003-3. [6] J.R.Foerster, A.Molisch. A Channel Model for Ultrawideband Indoor Communication[DB/OL]. /reports/docs/TR2003-73.pdf[DB/OL]. 2004-7-2 [7] J.Kunisch, J.Pamp. Measurement Results and Modeling Aspects for the UWB Radio Channel[A]. UWBST(C). Baltimore:IEEE, 2002. 19–24. [8] R.J.M.Cramer, R.A.Scholtz, M.Z.Win. Evaluation of an Ultrawide-band Propagation Channel[J]. IEEE Trans on Antennas Propagation, 2002, 50(5):561-570. [9] D.Cassioli, M.Z.Win, A.R.Molisch. A Statistical Model for the UWB Indoor Channel[A]. Vehicular Technology Conference[C]. Israel:IEEE, 2001. 1159–1163. [10] L.Rusch, C.Prettie, D.Cheung, Q.Li, M.Ho. Characterization of UWB Propagation from 2 to 8 GHz in a Residential Environment[DB/OL]. /technology/ultrawideband/pres_tech.htm. 2004-2-20. [11] Sumit Roy, Jeff R.Foerster, V.Srinivasa Somayazulu, Dave G.Leeper. Ultrawideband Radio Desigan:the Promise of High-speed, Short-range Wireless Connectivity[J]. Proceedings of the IEEE, 2004,92(2),:295-311.
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.。
uwb技术原理
UWB技术原理详解1. 引言超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）技术是一种用于无线通信的调制和传输技术。
与传统的窄带通信技术相比，UWB技术具有更大的频谱带宽、更低的功率密度和更高的数据传输速率。
本文将详细解释UWB技术的基本原理。
2. UWB技术概述UWB技术是一种基于短脉冲的无线通信技术，其核心思想是通过在时间域上使用非常短且宽带的脉冲来传输信息。
这些脉冲通常持续时间仅为纳秒级别，但频谱却非常宽广，覆盖几个GHz甚至更多。
由于这种特殊的脉冲形式，UWB技术能够实现高速数据传输、高精度定位以及低功耗通信等应用。
3. UWB脉冲生成在UWB系统中，脉冲生成是实现高速数据传输和定位功能的关键步骤之一。
一般来说，UWB系统中使用两种方法来生成宽带脉冲：直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）和脉冲形状调制（Pulse Shape Modulation，简称PSM）。
3.1 直接序列扩频（DSSS）DSSS是一种将窄带信号扩展到宽带信号的技术。
在UWB系统中，DSSS通过将窄脉冲与一个高速伪随机码序列进行乘积运算来生成宽带脉冲。
这个伪随机码序列通常是一个具有良好相关性特性的码片序列，其周期远远小于脉冲持续时间。
具体而言，DSSS的过程如下： - 步骤1：将要传输的信息数据进行调制，得到基带信号。
- 步骤2：将基带信号与伪随机码序列进行乘积运算。
- 步骤3：将乘积结果进行滤波处理，得到宽带脉冲。
3.2 脉冲形状调制（PSM）PSM是一种通过调制脉冲形状来实现宽带通信的方法。
在UWB系统中，PSM通过改变脉冲的幅度、宽度和相位等参数来实现信息传输。
常见的PSM技术包括正弦调制、高斯调制和Hermite-Gauss调制等。
具体而言，PSM的过程如下： - 步骤1：将要传输的信息数据进行调制，得到基带信号。
- 步骤2：根据基带信号的特性，设计合适的脉冲形状函数。
超宽带无线通信技术应用分析
超宽带无线通信技术近来，人们可能会注意到，在通信领域出现了一个新的技术词汇——超宽带无线通信，实际上，超宽带无线电的历史渊源，可以追溯到一百年前波波夫、马可尼发明越洋无线电报的时代。
现代意义上的超宽带UWB（UltraWide Band）无线电，又称冲激无线电（Impulse Radio）技术，出现于1960年代，但其应用一直仅限于军事、灾害救援搜索雷达定位及测距等方面。
2002年2月14日，这项无线技术首次获得了美国联邦通信委员会（FCC）的批准用于民用通信，从而引起了世界各国的广泛关注，自1998年起，FCC对超宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见，在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下，FCC仍开放了UWB技术在短距离无线通信领域的应用许可，这充分说明此项技术所具有的广阔应用前景和巨大的市场诱惑力。
UWB是一种无载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒至微微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。
一般认为-10dB相对带宽超过25％，或-10dB绝对带宽超过1.5GHz就称为超宽带，后来FCC又将此带宽值修改为500MHz。
由计算信道容量的Shannon公式可知，在信道容量一定的情况下，带宽与信噪比可以互补。
UWB的带宽非常宽，目前FCC开放的频段是3.1-10.6 GHz，故UWB系统发射的功率谱密度可以非常低，甚至低于FCC规定的电磁兼容背景噪声电平（-41.3dBm—FCC Part15），所以短距离UWB无线通信系统与其他窄带无线通信系统可以共存。
UWB的传输速率可达几十Mbps～几Gbps；其收发信机结构简单，成本低于全数字化；并且其固有的抗多径衰落功能很强。
UWB发射脉冲持续时间远小于脉冲重复周期，平均发射功率很低，使UWB 技术在实现超宽带信号时域波形高传输数据率的同时也有着低功耗的显著优点。
超宽带技术在实现同样传输速率时，功率消耗仅有传统技术的1/10-1/100。
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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。
FCC规定UWB的发送功率谱密度必须低于美国放射噪音规定值-41.3 dBm/MHz，因此，从理论上来说相对于其他通信系统UWB信号所产生的干扰仅相当于一宽带白噪声。
所带来的好处体现在两方面：一是可使UWB系统与同频段的现有窄带通信系统保持良好共存性，这对于提高无线频谱资源的利用率，缓解日益紧张的无线频谱资源大有好处；二是使得UWB信号隐蔽性好，不易被截获，保密性高。
(4)多径分辨率极高由于UWB采用持续时间极短的窄脉冲，其时间、空间分辨力都很强，因此系统的多径分辨率极高(1 ns脉冲的多径分辨率为30 cm)，接收机通过分集可以获得很强的抗衰落能力，同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。
值得一提的是，窄脉冲具有很强的穿透各种障碍物的能力，例如墙壁和地板，因此UWB具有比红外通信更为广泛的应用。
(5)适合于便携型应用传统的UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，由此带来的好处是设备的功耗小，成本低，灵活性高，适合于便携型无线应用。
归根溯源，从频域上来看，UWB的诸多优点来自于其使用了上吉赫兹的传输带宽，远远高于现有的GSM、IS-95、3G等通信系统。
因此，UWB的技术实现细节与传统的窄带通信方式有很大差别。
2 UWB的实现2.1 脉冲无线电脉冲无线电形象地说明了UWB直接发射窄脉冲进行通信的特点。
将传统窄带通信系统与脉冲无线电的收发机进行对比，可以看出两种技术在实现方式上的明显差别。
窄带系统一般采用正弦载波调制实现频谱搬移，信道上传输的是射频已调信号，接收机需要经过逐级下变频之后再进行解调，以恢复原始信息；脉冲无线电则是直接将经过频谱成形之后的宽带窄脉冲发射出去，信道上传输的是基带信号，接收机主要是一个相关检测器，结构比传统窄带通信系统简单得多。
为了使天线把信号能量有效地辐射出去，必须对所用脉冲的频谱特性提出一定的要求(即不含直流分量，低频分量少，信号能量主要集中在射频部分)。
因此，脉冲无线电采用高斯函数的各阶导数作为发射脉冲波形，通过选择脉冲宽度和阶数获得不同的带宽及中心频率位置。
通过分析可以发现，高斯各阶导的10 dB带宽大致可以近似为脉冲宽度倒数的两倍。
因此当脉冲宽度低于1 ns时，就能获得超过2 GHz的带宽。
中心频率的位置会随着求导次数的增加而逐渐上移。
与实际传输速率所对应的符号周期相比，这种纳秒级乃至亚纳秒级的脉冲宽度往往小了几个数量级，因此脉冲无线电传输的是一种低占空比的信号。
利用这一特点，系统中常常使用多个脉冲来传递一个符号，从而获得附加处理增益。
例如假定传输速率为10 Mb/s，脉冲宽度为0.5 ns，脉冲重复频率(PRF)为100 Mp/s，则一个符号可以扩散到10个脉冲上重复发送，附加处理增益将为10 dB，再考虑到20倍的占空比增益，系统获得的总处理增益将达到13 dB+10 dB=23 dB。
这种处理方式在实现上带来的好处是在保持系统脉冲宽度和脉冲重复频率不变的情况下，通过改变附加处理增益可以灵活地调整传输速率的高低，实现可变速率。
鉴于系统对功率有效性的要求比较高，脉冲无线电的调制方式一般采用二进制的脉冲相位调制(PPM)或二进制相移键控(BPSK)。
在多址接入方式上，有跳时扩频(TH-SS)和直接序列扩频(DS-SS)两种方式可选。
典型的组合方案是TH-PPM和DS-BPSK。
相比较而言，TH-SS的优势在于它对远近效应的敏感程度没有DS-SS那么高，因为只有当不同用户的信号脉冲正好在位置上出现重叠时远近效应才会体现出来，从而降低了对功率控制的要求。
这也许是早期的UWB系统在信号占空比很低的条件下选用了TH-SS的重要原因[2]。
不过，随着对传输速率的要求越来越高，信号占空比势必要大大增加，TH-SS的优势已不明显，因此DS-SS方案现在重新受到研究人员的重视。
信号的功率谱密度特性也是决定发送方案的一个重要因素。
理想的UWB信号应该近似白噪声，即功率谱密度(PSD)应该为平坦的且幅度越低越好，这样才不会对现有的窄带系统造成明显的干扰。
周期性窄脉冲的PSD由离散谱线构成，加上PPM调制之后，功率谱得到一定的平滑，不过更强的平滑作用是通过伪随机跳时码实现的，而且平滑特性的好坏与伪随机码的选择密切相关[3]。
如果采用BPSK调制，由于信号均值为零，功率谱中不含离散谱线，完全由高斯脉冲的频谱决定，其平坦度与白噪声仍有很大差距，也要通过伪随机序列进行平滑。
因此，近来的一个研究热点就是如何通过选择调制和多址接入方式的组合及设计理想的伪随机序列来获得更好的功率谱密度特性[1]。
2.2 UWB信道建模UWB信道不同于一般的无线衰落信道。
例如，传统上一般用Rayleigh分布来描述单个多径分量幅度的统计特性，前提是每个分量可以视为多个(例如大于10)同时到达的路径合成。
但是UWB可分离的不同多径到达时间之差可短至纳秒级，每个多径分量包含的路径数很可能只有2～3条，显然已经不符合Rayleigh分布的假定[4—6]。
同时由于强烈的散射效应，UWB信道上的多径分量呈现出成组到达的特征。
在典型的室内密集多径环境下，接收波形的时延扩展很大，例如比较极端的情况下，一个脉冲宽度为2 ns的信号通过UWB信道之后接收波形竟可持续230 ns[7]。
这些特点反映到频域上，则可以看到由于信号分量横跨了吉赫兹的频率范围，频率选择性衰落的特征极为明显。
对UWB信道的建模可以在时域或频域上进行，目前最常采用的仍是一种离散的延迟线模型，即：其中L代表最大可分离的多径数，τn和gn分别代表第n条路径的延迟和幅度衰落系数。
根据对测量数据的分析，研究人员得出以下结论：(1)室内信道的均方根(RMS)时延扩展为20～30 ns，无视距分量的情况下会更高。
(2)最大时延扩展小于250 ns；多径强度谱E[|gn|2]属于非均匀分布，满足指数衰减特性。
(3)幅度衰落系数gn满足对数正态分布(标准偏差为3～5 dB)。
研究表明，随着测试脉冲宽度的增加(在3 ns左右时)，多径分辨率随之降低，gn的分布将从对数正态分布逐步演变为Nakagami分布。
显然，如果进一步增加脉宽，当每个多径分量包含的路径数足够多时，gn的特性仍将会回到Rayleigh分布上去。
(4)多径到达时间τn符合泊松分布，具有多径分量的成组到达特性。
2.3 UWB接收技术尽管UWB信道的时延扩展很大，但是在信号占空比很低的情况下，前后两个接收波形之间的干扰可以忽略不计，因此早期的UWB接收机结构很简单，只是一个等效于匹配滤波的相关器而已。
同时为了降低对器件模数变换器(ADC)变换速率的要求，相关器是用线性相乘和积分等模拟过程实现的。
但是当对传输速率的要求达到了上百兆比特每秒后，不理想的信道特性对接收信号的影响变得严重起来。
接收信号幅度上的衰落需要通过RAKE接收机收集足够丰富的多径分量来克服；另一方面，信号的占空比不足以避免前后波形之间的重叠现象，如何解决符号间干扰(ISI)问题也必须在系统设计中加以考虑。
一种比较理想的解决方案应该是RAKE+均衡，通过RAKE接收捕捉各条径的能量以抵抗衰落，同时利用均衡来消除符号间干扰。
目前对接收机在多径和各种干扰环境下的性能分析通常基于RAKE接收机[8]。
在具体实现上，有几种路径选取方法可用，例如选择信号最强的L条路径或是最先到达的L条路径。
合并策略也可采用最大比合并或等增益合并，前者的性能更好，只是实现难度较大。
从仿真结果来看，就UWB信道特性而言，选择4～6条路径进行合并已可获得接近最佳的性能。
同步也是接收机中值得关注的一个问题，在高速应用中，快速同步的实现尤为关键。
如果采用最大比合并方式，接收机还需要进行信道估计。
尽管有窄带通信系统中的许多算法可以借鉴，但需要强调的一点是，在UWB系统特有的信道环境下，对同步和信道估计都提出了更高的要求，再考虑到有限抽样速率下的实现精度和算法复杂度问题，同步和信道估计都还需要进行更深入地研究。
3 UWB的应用凭借着短距离传输范围内的高传输速率这一巨大优势，UWB进军民用市场之初就将其应用定位在了无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)上。
现有的各种无线解决方案(例如3G、802.11、蓝牙等)的速率均低于100 Mb/s，UWB则在10 m左右的范围之内打破了这一限制。
这样一种小范围内的通信，特别是高速通信，通常是用有线连接来完成的，而UWB的应用将使得人们可以摆脱更多线缆的牵绊，通信因而变得更为方便。