基于PPM-TH-UWB系统的研究

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uwb 调制编码

UWB（Ultra-Wideband，超宽带）是一种通信技术，其调制和编码方式取决于具体的 UWB 标准和应用场景。

UWB 技术的主要特点是使用非常大的频带宽度，通常超过传统无线通信系统的频带宽度。

以下是 UWB 调制和编码的一般概述，但请注意，具体实现可能因 UWB 标准而异。

UWB 调制方式：1.脉冲位置调制（PPM，Pulse Position Modulation）： UWB 系统常使用脉冲位置调制，其中信息通过脉冲的到达时间来传输。

不同的时间位置代表不同的信息符号。

2.脉冲振幅调制（PAM，Pulse Amplitude Modulation）： UWB 中也可以使用脉冲振幅调制，即通过改变脉冲的振幅来传递信息。

3.脉冲宽度调制（PWM，Pulse Width Modulation）：在 UWB 中，信息也可以通过调制脉冲的宽度来进行传输。

UWB 编码方式：1.直接序列扩频（DS-UWB）：使用 DS-UWB 的系统采用扩频调制，通过在每个比特上应用一个长的码片（chips）序列来进行信息传输。

2.脉冲位置调制（PPM）编码：脉冲位置调制也可以看作一种编码方式，其中不同的位置表示不同的符号。

3.OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）：在某些 UWB 实现中，OFDM 技术也被用于多载波调制。

OFDM 将信号分成多个子载波，每个子载波都可以携带信息。

4.Time Hopping Impulse Radio（TH-IR）：这是一种 UWB 实现方式，使用时间跳变脉冲信号。

信息通过在时间轴上的不同跳变位置进行编码。

请注意，UWB 技术在不同的应用场景和标准中可能有很大的差异，因此实际的调制和编码方式可能会因具体的 UWB 实现而异。

最常见的 UWB 标准之一是 IEEE 802.15.4a，但还有其他标准和自定义实现。

在了解特定 UWB 系统的调制和编码方式时，最好查阅相应的标准文档或制造商的技术规格。

UWB

3.4.1 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
（1）常用UWB基带窄脉冲波形
单周期高斯脉冲对应的时域和频域的数学模型可以表示为：
v(t) 6 A e t exp[ 6 ( t )2 ]
3

v( f ) j 2 ft 2 e exp( f 2t 2 )
32 6
式中，A为脉冲的峰值幅度，是一个时间延迟长度，
等于脉冲持续时间。
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术（1）常用UWB基带窄脉冲波形
单周期高斯脉冲的时域波形和频域特性
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
（1）常用UWB基带窄脉冲波形
1
-40
Magnitude (dBm)
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
（2）UWB脉冲调制方式
UWB技术常用的脉冲调制方式包括脉位调制（PPM）、脉幅调制（PAM）和二相调制（BPSK）。
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
（2）UWB脉冲调制方式
脉位调制（PPM）：
通过改变发射脉冲的时间间隔或发射脉冲相对于基准时间的位置来传递信息，它的优点就是简单，但是需要比较精确的时间控制。
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。
3.4.1 UWB技术背景和概述
UWB技术背景
1989年，美国国防部首次使用超宽带UWB的名称，规定相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻带宽大于500MHz的信号为超宽带信号。

稀疏多径信道下非相干UWB-PPM接收机的多区积分优化方法

也存在误码性能不高的不利之处，针对其积分区间进行优化调整是一种有效的误码性能提高手段。现有文献中关于积分区间的优化基本上都是基于单个积分区间的约束而进行的，这不仅需要较大的优化搜索计算量，并且也不容易达到真正意义上的最佳化误码性能。该文在推导非相干接收机的误码性能表达式及其小时频因子下修正公式的基础上，进一步提出了多个子积分区间选道环境下多
ＷｕＪａ－ｎｉｎｊｕＬａｇＱｉｇｌｉｎｎ－ｎｉＸｉｎｉｅａｇＨａ— ｇ
（ａｅｌｅａｄＷｉｅｓｏＳｔｌｔｎｒｌｓＣｍｍｕｉａｉｎａ，ｅｉｇＵｉｅｓｔ，ｉｎ０８１ＣｉａｉｅｎｃｔｓｂＰｋｎｎｖｒｉＢｅｉｇ１０７，ｈｎ）ｏＬｙｊ
ＭｕｔｐｅＳｂｉｔｒａｓＩｔｇａｉｎｒｏｔｍｉａｉｎｆｒＮｏｃｈｒｎｌｉｌｕ —ｎｅｖｌｎｅｒｔｏＰｅｉｄＯｐｉｚｔｏｏｎｏｅｅｔ
ＵＷＢ— ＰＰＭｃｉｅｎＳａｓｕｔｐａｈＣｈａｎｅｓＲｅｅｖｒｉｐｒｅＭｌｉｔｎｌ
区优化的非相干接收机误码性能明显好于单区优化的结果。
关键词：超宽带；非相干接收机；积分区间优化
中图分类号：ＴＮ２９文献标识码：Ａ文章编号：１０ —８６２０）９２６ —５０９５９（０７０＿ｌ８０
Ｓｐ．２０ｅｔ０７
稀疏多径信道下非相干ＵＷＢＰＭ接收机的多区积分优化方法．Ｐ

基于PSWF脉冲的UWB系统信道容量计算

ｔｒｗｔＰＷＦｐｌｓｕｊｃｔＦＣｓｅｔｌｓｓｓｏｕｅ，ｎｅｒｓｌｒｃｍｐｒｄｗｔａｅｉＳｕｓｂｅｔｏＣｐｃａｍａｋｍｐｔａｄｔｕｔａｅｏａｉｔｔｎｈｅｓｒｉｃｄｈｅｓｅｈｈ
ｏｔｎｈｏｄｒＧａｓｕｓ．ＴｈｉｌｔｏｅｕｔｍｏｓｒｔｈｔｔｅＵＷＢｙｔｍｉｈｔｅＰＳＦｆ５ｈａｄ７ｔｒｅｕｓｐｌｅｅｓｍｕａｉｎｒｓｌｄｅｎｔａｅｔａｈｓｓｓｅｗｔｈＷＰｕｓａｒｈｎｅａｃｔｈｎｔｅｓｓｅｗｉｈｌｅｈｓｍｏｅｃａｎｌｃｐａｉｔａｈｙｔｍｔＧａｓｌｅＢａｅｏｈｓｃｎｌｓｏｙｕｓＰｕｓ．ｓｄｎｔｉｏｃｕｉｎ，ａｎｗｅ
有更高的信道容量。该结论给出了一种从信道容量的角度选择脉冲的新方法，于提高Ｕ对ＷＢ系
统的有效性具有一定的指导意义。关键词：宽带；超信道容量；多用户；圆球面波椭中图分类号：Ｎ１．Ｔ９４５文献标识码：Ａ文章编号：６３５９（０００ —４－１７ —６２２１）５５３０４
ａｄａｄｉｅｗｉａｓａｏｓＡｎｄｉｖｈｔＧｕｓｎｎｉｔｅｉｅ（ＷＧＮ）ｃａｎｌｓｎｅｔａｄｈｈｎｅｃｐｃｙｏＷＢｓｓｈｎｅｉｉｖｓｇｔ．ＴｅｃａｎｌａａｉｆｉｅｔＵｙ—

UWB 超宽带技术源代码

BIT: 产生原信号二进制比特流PPM-TH: 进行PPM-TH调制Repcode: 进行重复编码TH: 产生TH码TRANSMITTER_2PPM_TH：产生UWB信号waveform: 产生功率归一化的脉冲波形1、FUNCTION: "bit"% 产生二进制原信号% 原信号比特数numbis作为输入function [bits]=bit(numbits)bits=rand(1,numbits)>0.5;%rand产生的是在0～1上均匀分布的随机数%这些数>0.5的几率各是一半，即bis为0，1的几率各半3、FUNCTION: "repcode"% 产生重复编码% 'Ns' ：码元重复数function [repbits]=repcode(bits,Ns)numbits = length(bits);temprect=ones(1,Ns);temp1=zeros(1,numbits*Ns);temp1(1:Ns:1+Ns*(numbits-1))=bits;temp2=conv(temp1,temprect);repbits=temp2(1:Ns*numbits);3、FUNCTION: "PPM_TH"% 引入TH码并进行PPM调制% 参数如下：% 'seq'：二进制源码% 'fc' ：抽样频率% 'Tc' ：时隙长度% 'Ts' ：脉冲平均重复周期% 'dPPM'：PPM引入的时移% 'THcode' ：TH码% 产生两个输出：% '2PPMTHseq' ：TH和PPM共同调制信号% 'THseq' ：未经PPM调制的信号function [PPMTHseq,THseq] = PPM_TH(seq,fc,Tc,Ts,dPPM,THcode) % 调制dt = 1 ./ fc;framesamples = floor(Ts./dt); %每个脉冲的样本数chipsamples = floor (Tc./dt);PPMsamples = floor (dPPM./dt);THp = length(THcode);totlength = framesamples*length(seq);PPMTHseq=zeros(1,totlength);THseq=zeros(1,totlength);% 引入TH码和PPM %s(t)=sum(p(t-jTs-CjTc-aE)) for k = 1 : length(seq)% 脉冲位置,表示第几个脉冲-jTsindex = 1 + (k-1)*framesamples;% 引入TH码,-CjTc，表示第几个时隙kTH = THcode(1+mod(k-1,THp));index = index + kTH*chipsamples;THseq(index) = 1;% 引入PPM时移,-aE，表示在时隙内的位置index = index + PPMsamples*seq(k);PPMTHseq(index) = 1;end4、FUNCTION : "TH"% 产生TH码% Np:跳时码周期% Nh:跳时码最大上界function [THcode]=TH(Nh,Np);THcode = floor(rand(1,Np).*Nh);5、FUNCTION : "transmitter_2PPM_TH"%产生UWB信号% 参数定义如下：% Pow:传输功率% fc;抽样频率% numbits：信号比特数% Ns：每比特脉冲数% Np:跳时码周期% Nh:跳时码最大上界% Ts：脉冲重复周期.% Tc：时隙大小% Tm:脉冲持续时间% tau：脉冲成形因子% dPPM：PPM引入时移% 返回值：% bits:产生比特流% THcode:TH码% Stx：产生信号% ref：未经调制的参照信号function [bits,THcode,Stx,ref]=transmitter_2PPM_TH(fc,numbit,Ns,Ts,dPPM) % 输入参数Pow = -30;numbits = numbit;Tc = 1e-9;Nh = 10;Np = 5;Tm = 0.5e-9;tau = 0.2e-9;G = 1;% 模拟发射步骤% 二进制原信号bits = bit(numbits);repbits = repcode(bits,Ns); % 重复编码THcode = TH(Nh,Np); % 产生TH码[PPMTHseq,THseq] = PPM_TH(repbits,fc,Tc,Ts,dPPM,THcode); % 调制% 成形滤波power = (10^(Pow/10))/1000;Ex = power * Ts;w0 = waveform(fc,Tm,tau);wtx = w0 .* sqrt(Ex);Sa = conv(PPMTHseq,wtx);Sb = conv(THseq,wtx);% 产生输出信号L = floor((Ts*fc))*Ns*numbits;Stx = Sa(1:L);ref = Sb(1:L);if G %绘图F = figure(1);set(F,'Position',[30 120 700 400]);clatmax = numbits*Ns*Ts;time = linspace(0,tmax,length(Stx));P = plot(time,Stx);set(P,'LineWidth',[2]);ylow=-1.5*abs(min(wtx));yhigh=1.5*max(wtx);axis([0 tmax ylow yhigh]);AX=gca;set(AX,'FontSize',12);X=xlabel('时间[s]');set(X,'FontSize',14);Y=ylabel('幅度[V]');set(Y,'FontSize',14);for j = 1 : numbitstj = (j-1)*Ns*Ts;L1=line([tj tj],[ylow yhigh]);set(L1,'Color',[0 0 0],'LineStyle', ...%间隔比特的线'--','LineWidth',[2]);for k = 0 : Ns-1if k > 0tn = tj + k*Nh*Tc;L2=line([tn tn],[ylow yhigh]);set(L2,'Color',[0.5 0.5 0.5],'LineStyle', ...%间隔帧的线'-.','LineWidth',[2]);endfor q = 1 : Nh-1th = tj + k*Nh*Tc + q*Tc;L3=line([th th],[0.8*ylow 0.8*yhigh]);set(L3,'Color',[0.5 0.5 0.5],'LineStyle', ...':','LineWidth',[1]); %间隔时隙的线endendendend6、FUNCTION: "waveform"% 产生功率归一化的脉冲波形，这里采用的是高斯波形的二阶导数% 'fc' ：抽样频率% 'Tm' ：脉冲持续时间% 'tau' ：成形参数function [w0]=waveform(fc,Tm,tau);% 产生波形dt = 1 / fc;OVER = floor(Tm/dt);e = mod(OVER,2);kbk = floor(OVER/2);tmp = linspace(dt,Tm/2,kbk);s = (1-4.*pi.*((tmp./tau).^2)).* ...exp(-2.*pi.*((tmp./tau).^2));if e % 奇数for k=1:length(s)y(kbk+1)=1;y(kbk+1+k)=s(k);y(kbk+1-k)=s(k);endelse % 偶数for k=1:length(s)y(kbk+k)=s(k);y(kbk+1-k)=s(k);endendE = sum((y.^2).*dt);w0 = y ./ (E^0.5); %功率归一化7、FUNCTION : "Gnoise"% 为输入信号引入加性白噪声% 矢量'ebno'包含了各个信噪比值% 'numbits':表示发送端发送的比特数目% 输出:% 经噪声污染的信号output,噪声矩阵noise.function [output,noise] = Gnoise(input,exno,numpulses)Ex = (1/numpulses)*sum(input.^2); %一个单脉冲的平均接收能量ExNo = 10.^(exno./10);No = Ex ./ ExNo;nstdv = sqrt(No./2); %噪声的标准差for j = 1 : length(ExNo)noise(j,:) = nstdv(j) .* randn(1,length(input));output(j,:) = noise(j,:) + input;end8、FUNCTION : "IEEEuwb"% 根据IEEE 802.15.SG3a.产生信道冲激响应% 'fc' :抽样频率% 'TMG':信道增益% 返回:% 1) 'h0':信道冲激响应% 2) 'hf':离散信道冲激响应% 3) 'OT':观察时间OT% 4) 'ts':离散分辨率% 5) 'X':信道增益function [h0,hf,OT,ts,X] = IEEEuwb(fc,ag);% ----------------------------% 输入参数% ----------------------------TMG=ag^2 % 信道总多径增益OT = 200e-9; % 观测时间[s]ts = 1e-9; % 离散分辨率[s]LAMBDA = 0.0223*1e9; % 簇平均到达因子(1/s) lambda = 2.5e9; % 簇内脉冲平均到达因子(1/s)GAMMA = 7.1e-9; % 簇衰减因子gamma = 4.3e-9; % 簇内脉冲衰减因子sigma1 = 10^(3.3941/10); % 簇的信道衰减系数偏差sigma2 = 10^(3.3941/10); % 簇内脉冲信道衰减系数偏差sigmax = 10^(3/10); % 信道幅度增益的标准偏差% 脉冲衰减阈值，当exp(-t/gamma)<rdt时，该脉冲忽略rdt = 0.001;% 峰值阈值[dB]，只考虑幅度在峰值-PT范围以内的脉冲PT = 50;G = 1;% -----------------------------------% 簇的形成% -----------------------------------dt = 1 / fc; % 采样频率T = 1 / LAMBDA; % 簇平均到达时间t = 1 / lambda; % 簇内脉冲平均到达时间[s]i = 1;CA T(i)=0; % 第一簇到达时间，初始化为0next = 0;while next < OTi = i + 1;next = next + expinv(rand,T); %产生簇的到达时间，服从p(Tn/Tn-1)=lambda*[-exp(Tn/Tn-1)]if next < OTCA T(i)= next;endend% --------------------------------% 路径% --------------------------------NC = length(CA T); % 参考的簇数logvar = (1/20)*((sigma1^2)+(sigma2^2))*log(10);omega = 1;pc = 0; % 多径数量计数器for i = 1 : NCpc = pc + 1;CT = CA T(i);HT(pc) = CT;next = 0;mx = 10*log(omega)-(10*CT/GAMMA);mu = (mx/log(10))-logvar;a = 10^((mu+(sigma1*randn)+(sigma2*randn))/20);HA(pc) = ((rand>0.5)*2-1).*a;ccoeff = sigma1*randn; % 簇衰减while exp(-next/gamma)>rdtpc = pc + 1;next = next + expinv(rand,t);HT(pc) = CT + next;mx = 10*log(omega)-(10*CT/GAMMA)-(10*next/GAMMA);mu = (mx/log(10))-logvar;a = 10^((mu+ccoeff+(sigma2*randn))/20);HA(pc) = ((rand>0.5)*2-1).*a;endend % for i = 1 : NC% 峰值滤波器peak = abs(max(HA));limit = peak/10^(PT/10);HA = HA .* (abs(HA)>(limit.*ones(1,length(HA))));%凡小于limit的脉冲不输出for i = 1 : pcitk = floor(HT(i)/dt);h(itk+1) = HA(i);end% -------------------------------------------% 离散相应形式% -------------------------------------------N = floor(ts/dt);L = N*ceil(length(h)/N);h0 = zeros(1,L);hf = h0;h0(1:length(h)) = h;for i = 1 : (length(h0)/N)tmp = 0;for j = 1 : Ntmp = tmp + h0(j+(i-1)*N);endhf(1+(i-1)*N) = tmp;end% 功率归一化E_tot=sum(h.^2);h0 = h0 / sqrt(E_tot);E_tot=sum(hf.^2);hf = hf / sqrt(E_tot);mux = ((10*log(TMG))/log(10)) - (((sigmax^2)*log(10))/20);X = 10^((mux+(sigmax*randn))/20);h0 = X.*h0;hf = X.*hf;% -----------------------------% 图形输出% -----------------------------if GTmax = dt*length(h0);time = (0:dt:Tmax-dt);figure(1)S1=stem(time,h0);AX=gca;set(AX,'FontSize',14);T=title('信道冲激响应');set(T,'FontSize',14);x=xlabel('时间[s]');set(x,'FontSize',14);y=ylabel('幅度增益');set(y,'FontSize',14);figure(2)S2=stairs(time,hf);AX=gca;set(AX,'FontSize',14);T=title('离散时间冲激响应');set(T,'FontSize',14);x=xlabel('时间[s]');set(x,'FontSize',14);y=ylabel('幅度增益');set(y,'FontSize',14);end9、FUNCTION: "pathloss"% 根据给定的距离d，衰减因子gamma以及1米处的信号c0将输入信号衰减% 函数返回衰减后的信号rx以及信道增益attnfunction [attn] = pathloss(c0,d,gamma)attn = (c0/sqrt(d^gamma));10、FUNCTION : "PPMcorrmask_R"% 为二进制PPM UWB信号的Rake接收机计算相关掩膜mask % 'ref'：未经PPM调制的参考信号% 'fc'：抽样频率% 'numpulses' ：传输脉冲数目% 'dPPM'：PPM时移量% 'rake'：离散冲激相应function [mask] =PMcorrmask_R(ref,fc,numpulses,dPPM,rake)dt = 1 / fc;LR = length(ref);% 功率归一化Epulse = (sum((ref.^2).*dt))/numpulses;nref = ref./sqrt(Epulse);% Rake 卷积mref = conv(nref,rake);mref = mref(1:LR);%构造相关掩膜PPMsamples = floor (dPPM ./ dt);sref(1:PPMsamples)=mref(LR-PPMsamples+1:LR);sref(PPMsamples+1:LR)=mref(1:LR-PPMsamples);mask = mref-sref;11、FUNCTION :PPMreceiver% 构造2PPM TH UWB 信号的接收机，并计算平均错误率BER % 'R'：表示所使用的波形矩阵，一个波形对应于矩阵的一行% 'mask'：表示相关掩膜% 'fc'：抽样频率% 'bits' 发射机产生的原始二进制比特流% 'Ns' 每比特的脉冲数（即用几个脉冲表示1比特）% 'Ts' 平均脉冲重复周期，即一帧的长度% 函数返回：% 'RXbits' ：存储经解调后的二进制数据流% 'BER'：存储计算得到的Prb直（误比特率）%function [RXbits,BER] = PPMreceiver(R,mask,fc,bits,numbit,Ns,Ts) HDSD = 2;% HDSD = 1 --> 硬判决，接收机对表示一个比特的Ns个脉冲逐一独立判断。

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。

Rake误码率分析

Ｒａｋｅ误码率分析作者：谭汉洪赵响来源：《现代电子技术》2008年第01期摘要：主要针对IEEE802.15.3a工作组提出的UWB标准信道模型，在简述Rake接收机和相关掩模选取的基础上，用图解的方法分析单脉冲的发送、经过信道及接收端采用Rake接收的全过程，主要从仿真方面分析比较典型TH-PPM-UWB系统接收端分别采用ARake,PRake和SRake接收的误码率，并对SRake不同分支数的误码率进行了仿真比较。

仿真结果表明采用选择性Rake结构可以有效降低误码率、提高系统性能。

仿真结果验证了理论的分析结论。

关键词：TH-PPM；ARake；PRake；SRake；误码率中图分类号：文献标识码：B文章编号：(1.Dongguan Nanbo Polytechnic Coll2.Application Science & Technology College,Guilin University of ElectronicAbstract：Based on the Intel model approved by the IEEE 802.15.SG3a group and the discussions of Rake receiver and correlation mask,the whole processing of transmitting,crossing UWB channel and Rake receiving of one bit is illustrated,the Bit Error Rate (BER) performance of ARake,PRake,SRake and the different numbers of SRake path for TH-PPM-UWB (time-hopping pulse position modulation ultra wideband) system are simulated and compared.The performance analysis of all kind of Rake receivers in certain channels is useful for applying of Rake receiver.The result indicates that Rake receiver can efficiently improve the performance of UWB system.TheKeywords：TH-1 引言UWB(Ultra Wideband，超宽带)技术是目前正被广泛研究的一种新兴无线通信技术。

uwb通信原理

uwb通信原理UWB通信原理UWB（Ultra-Wide Band）是一种宽带通信技术，具有传输速率高、抗干扰能力强等优点。

它的通信原理是通过发送短时域脉冲来传输信息，利用脉冲的宽带性质将信息传输到接收端。

UWB通信的原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 脉冲生成：发送端通过调制电压源产生短时域脉冲信号。

这些脉冲信号具有非常宽的带宽，通常在几百MHz到几GHz的范围内。

2. 脉冲调制：发送端将要传输的信息通过调制技术嵌入到脉冲信号中。

常见的调制技术包括脉冲位置调制（PPM）、脉冲幅度调制（PAM）等。

3. 脉冲传输：经过调制的脉冲信号通过天线发送出去。

由于脉冲的宽带性质，它可以在很短的时间内传输大量的信息。

4. 脉冲接收：接收端的天线接收到被传输的脉冲信号。

接收端的天线需要具备较宽的带宽以接收到整个脉冲信号。

5. 脉冲解调：接收端对接收到的脉冲信号进行解调，提取出传输的信息。

解调过程需要根据发送端的调制方式进行相应的解码。

6. 信号处理：解调后的信号需要经过一系列的处理，包括滤波、放大、去噪等。

这些处理过程旨在提取出原始的信息，并提高信号的质量。

7. 信息提取：经过信号处理后，接收端可以提取出发送端传输的信息，并进行相应的处理。

这些信息可以是声音、图像、数据等。

UWB通信的原理基于脉冲传输的宽带性质，使得它能够在短时间内传输大量的信息。

与传统的窄带通信相比，UWB通信具有许多优点。

UWB通信具有较高的传输速率。

由于脉冲信号的宽带性质，UWB系统可以实现非常高的数据传输速率，远远超过传统窄带系统。

UWB通信具有较强的抗干扰能力。

由于UWB系统的信号在频谱上非常宽，它能够有效地抵抗多径效应和干扰。

这使得UWB通信在复杂的无线环境中表现出良好的性能。

UWB通信还具有较低的功耗。

由于UWB系统的脉冲信号非常短暂，它只需要很短的时间和能量来传输信息。

这使得UWB系统在低功耗应用领域具有广泛的应用前景。

尽管UWB通信具有许多优点，但它也面临着一些挑战。

浅析UWB技术

浅析ＵＷＢ技术【摘要】：通过对UWB技术成因、现状的分析，研究了UWB的技术特点，提出UWB研究中需要进一步思考的相关问题，包括窄脉冲的产生、调制与多址技术和天线技术。

由于在这些关键领域还没有取得根本性的突破，因此认为UWB 的应用还需要一个较长的等待过程和进一步的探讨。

【关键词】：UWB; 窄脉冲技术; 多址技术; 天线技术1. 引言随着计算机通信技术的不断发展，无线传输技术得到了广泛的应用，而超宽带（UWB）技术作为一种新型短距离高速无线通信技术正占据主导地位。

超宽带技术可以追溯到l9世纪，当时对它的定义做了明确的规定：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。

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，随着相关技术的进步，逐渐引起业界的关注。

UWB技术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。

2. UWB的技术特点UWB（Ultra Wideband）超宽带无线技术是一种使用1GHz以上带宽的先进无线载波通信的技术之一。

虽然是无线通信，但其通信速度可以达到几百Mbit/s 以上。

UWB之所以能实现高速数据传输，利用的是这种脉冲的宽度能控制在1纳秒以下。

[1]从频域来看，超宽带比传统的窄带和宽带通信系统有更宽的频带；从时域上讲，超宽带系统有别于传统的通信系统，它利用起、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。

超宽带脉冲通信系统的基本结构如下图所示：[2]在发送端，时基产生器产生一定宽度的脉冲序列，信息经过基带部分处理后对脉冲序列进行调制，调制后的脉冲序列驱动脉冲形成电路，产生一定脉冲形状和规律的脉冲序列，然后经放大后由宽带天线发送出去。

在接收端，接收的超宽带信号经过脉冲放大，送入匹配滤波器，匹配滤波器组输出的信号再经过解调和解码得到信息比特。

基于UWB的室内停车场高精度定位系统设计

基于UWB的室内停车场高精度定位系统设计陈旻哲;熊诚;刘守印【摘要】将基于TOA测距的 UWB高精度定位技术运用于室内停车场车辆定位系统.选用 DW1000射频收发器设计定位节点硬件,采用时分复用机制实现多标签共享信道.分析测距误差来源,认为信号飞行时间的测量值相对于真实值的误差应该由节点的时钟漂移、本地响应延迟和飞行时间真实值表示,因此,从该角度详细推导并仿真对比4种测距算法受时钟漂移影响的程度,最终选定改进的SDS-TWR算法进行测距.实验发现天线延迟会给测距结果带来相对固定的偏差,针对这一测距误差,提出通过修正天线延迟参数予以校正.基于均方误差最小化方法,采用约束线性最小二乘定位算法估计标签位置.实验结果表明,测距精度小于4 cm,定位精度不超过20 cm,能够满足室内停车场车辆定位系统的厘米级精度要求.%In the paper,UWB which is a high precision localization technology based on TOA ranging is applied to indoor parking areas localization system.The DW1000 RF transceiver is chosen to design anchors and tags.TDM mechanism is used to achieve that one chan-nel is shared by the multiple tags.The source of the ranging error is analyzed,it is proposed that the error between the measured value and the true value of time of flight of signal should be expressed by the clock drift of the node,the local response delay and the true value of TOF.From this perspective,the ranging error is derived in detail.And ranging errors of four ranging algorithms caused by clock drift are simulated and compared.Finally,the advanced SDS-TWR algorithm is applied.It is found that the antenna delay brings a relatively fixed deviation to the ranging results.To correct this error,it is proposed to adjust theantenna delay parameter.Depending on the mean square error minimization method,the constraint linear least squares localization algorithm is used to estimate the tag position.The result of experiments show that the accuracy of ranging is less than 4 cm,and the accuracy of localization is not more than 20 cm.Therefore, this localization system can meet the requirements of centimeter-level accuracy for indoor parking areas.【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2018(018)004【总页数】7页(P32-38)【关键词】室内停车场定位;UWB;时钟漂移;天线延迟;最小二乘【作者】陈旻哲;熊诚;刘守印【作者单位】华中师范大学物理科学与技术学院,武汉 430079;华中师范大学物理科学与技术学院,武汉 430079;华中师范大学物理科学与技术学院,武汉 430079【正文语种】中文【中图分类】TN99引言在室内停车场，车速一般被限制在5 km/h以内，即不超过1.39 m/s。

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２０１５年第１０期
信息通信
ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ＆ＣＯＭｎＩＣＡＴＩＯＮＳ
２０１５
（总第１５４期）
（Ｓｕｍ．Ｎｏ１５４）
Байду номын сангаас
基于ＰＰＭ．ＴＨ．ＵＷＢ系统的研究
武兴佩，王琼。李萌
扩频，使得信号的传输速率大大提高，理论研究上优于ＣＤＭＡ。由图１可知，信号在经过发射机后变成，通过信道成为ｒ（Ｉ），即：
占ｔＯ）＝．Ｉ（ｆ）＋，ｌ（ｆ）
石
（１）
其中，Ｋ表示系统中所含有的用户数，Ｓｔ）表示每个用户
所发射的信号。当其经过相关检测器后信号可以表示为：
），（ｆ）＝￡ＦＦ＋ＮＭ，ｕ＋』ＷＧＮ（２）
其中Ｓ表示接收信号中的期望用户的信号，Ａ．表示多址干扰，亦即其余用户信号对期望用户信号的干扰，Ｎ。表示加性高斯白噪声干扰。由此可见，在ＰＰＭ— ＴＨ．ＩＢ系统中仍然存在多址干扰的影响，但是由于一个信息比特是利用多个脉冲波形进行传播
２ＰＰＭ．ＴＨ．ＵＷＢ系统
ＰＰＭ．ＴＨ．ＵＷＢ系统模型如图１所示。
的，所以较ＣＤＭＡ有良好的抗多径效应性。而且通过式（２）也可以看出，在跳时超宽带系统中研究多用户检测也是很有必
要的。
翱多关阳检－－－・＿一户铡撩攀撼
（辽宁工业大学电子与信息工程学院，辽宁锦州１２１０００）
摘要：首先对ＰＰＭ．ＴＨ．ＩＢ技术进行简单介绍，然后构造了该系统的数学模型，并在此基础上研究了影响系统的性能的因素，并分别针对单用户和多用户情况进行了仿真研究。
３仿真结果及分析
图２表示的是单个用户发射ＴＨ－ＵＷＢ的信号，可以看出该信号序列为［１０】，且扩频码序列为［２ｌ１２ｌ】，也就是一个比特信息由五个脉冲信号传输，而跳时序列则是在０到２区间内，同时所采用的跳时码的周期为５，与信号重复次数相同。同时可以看
关键词：ＰＰＭ－ＴＨ－ＵＷＢ系统；跳时技术；ＵＷＢ技术
中图分类号：ＴＮ９２９．５；ＴＰ３９１．４４
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３－１１３１（２０１５）１０．００２８．０２基本一样，但是实际上从发射机开始就已经不同了。由于１ｎ Ⅳ Ｂ不需要正弦波作为载波，所以设备简单，同时利用脉冲信号进行
出在ＴＨ－ＵＷＢ系统中，传送信息比特０与１的区别在于ＰＰＭ是否引起了脉冲在一个码片时间内的位置移动，若没有移动则络管理造成不必要的负担。每次添加新的网络节点时，需要判断是否与已知存在的节点使用同～个路由器，避免路径的回路重复显现。
图ｌＰＰＭ．ＴＨ－ＵＷＢ系统模型可以看到，ＴＨ．Ｉｎ Ⅳ Ｂ系统模型与ＣＤＭＡ系统模型宏观上（２）网络管理系统通过使用ＳＮＭＰ协议中的ＧＥＴ指令来
１ＰＰＭ．ＴＨ— ＵＷＢ技术简述
所谓调试超宽带技术是将跳时技术与超宽带信号相融合，指利用脉冲信号占空比很小的特点，将每一个发射的信息比特时间都分成Ｌ个脉冲持续时间（也或者是脉冲重复周期或者帧周期），然后将每一个脉冲重复时间都划分成Ｎ个码片时间（这里的码片时间表示最小的时间单位），接着每个用户利用各自对应的并且相互独立的随机跳时序列在Ｎ个码片时间中选择一个作为发射信号的脉冲发射位置。ＰＰＭ－ＴＨ－ＵＷＢ（也称为基于脉冲位置调制的跳时超宽带）技术，直观来说是在跳时超宽带（ＴＨ．Ｉ、 Ⅳ Ｂ）技术的基础上加上ＰＰＭ调制，也就是将经过跳时序列的信号根据发送信号的不同来进行ＰＰＭ移位，也是这三种技术的融合，这样可以有效地抑制经过脉冲幅度调制后的信号的离散谱线，并达到平滑信号频谱的作用。所以基于ＰＰＭ－ＴＨ－ＬｒＷＢ的研究是有意义的。
４结语
网络资源拓扑结构发现是网络资源管理的关键问题之一。
本文给出了一种基于ＳＮＭＰ简单网络管理协议的网络资源拓
扑图的构建方法，通过使用ＳＮＭＰ协议中的ＧＥＴ指令取出网络设备中ＭＩＢ管理信息库的相应的网络信息，实现网络资源的按需发现与拓扑结构图的自动构建。参考文献： … １关媛，王晓军，陆建德．基于ＳＮＭＰ的网络拓扑发现算法与
查询收集网络中各类设备的唯一标识码ＯＩＤ，来访问各网络设备的ＭＩＢ变量信息，并对这些Ｍｍ信息进行统一的分类与整理完毕后，一起储存在数据库中；（３）后台通过使用ＪＡＶＡ语言编写统一的类和接口，方便同时访问不同关系的，存储网管系统所提供各类设备网络相关信息的数据库；（４）为了将存储在数据库中的网络信息链表以一种简单直观的图形方式呈献给用户，要求ＷＥＢ服务器不仅可以取到数据库中的与网络设备相关的数据，而且当ＷＥＢｎ￣务器接收到绘图指令后，读取网络拓扑信息，查询拓扑信息表内的末端元素，根据