超宽带(UWB)通信技术的特点及其应用

超宽带(UWB)通信技术是近来研究的热点,本文具体介绍了UWB的概念及特点,并简单介绍了它在一些领域的应用。     

UWB信号光纤传输性能分析

该文分析了超宽带(UWB)信号光纤传输的性能,分析对比了电UWBmonocycle和doublet信号经过光强度调制后光纤传输的性能,介绍了两种光生UWBmonocycle脉冲的方法,分析了这两种方法产生的信号经光纤传输后的时域波形与频谱。研究结果对实际的UWBover fiber系统应用具有指导意义。     

超宽带无线技术——UWB

提到宽带无线技术,人们自然会想到目前三类成熟产品。第一类是提供2Mbit/s速率的产品,如微波一点多址系统;第二类是LMDS(Local Multipoint Distribu-tion System)以及MMDS(Multipoint Microwave Distribu-tion System)系统;第三类是按IEEE、无线ATM论坛和ETSI推出的标准构成的系统,最为人熟知的是IEEE802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11a和IEEE 802.11g。还有其他技术,诸如宽带移动无线技术(分为地面移动3G和卫星移动3G、U-11(Unlicensed National Informa-tion Infrastrure,俗称5G无线技术)、3.5G技术、无线光通信技术等。而超宽带无线技术却鲜为人知。     

UWB低功耗无线视频网络的构建

超宽带（UWB）通信技术与其它无线通信技术相比有很大区别,它具有低功耗、数据传输速率高、信号功率谱密度低、安全性高等优点．尤其适用于短距离便携设备的高速视频传输。本文介绍了UWB的技术要点．发展现状和应用于视频传输的优势．并构建了基于UWB技术的低功耗无线视频传输网络的基本模型。     

UWB技术实现短距离无线通信

主要介绍了UWB通信的基本原理和主要特点,说明了该技术在民用通信中的应用前景,给出了有效利用UWB带宽的多频带使用方案。     

基于被动锁模光纤激光器的光子超宽带脉冲源

超宽带(UWB)无线通信的关键技术之一是UWB窄脉冲产生技术.为简化光子超宽带脉冲源的设计,提出采用基于光纤可饱和吸收体效应的环形腔被动锁模光纤激光器来设计光子UWB脉冲源.为了获得满足UWB室内无线通信频谱范围的脉冲,利用色散和啁啾效应展宽脉宽的原理,在激光器环形腔内使用较长的增益光纤引入大量色散效应,将光脉冲展宽以符合美国通信委员会(FCC)规定的室内UWB通信频谱范围(3.1～10.6 GHz).并根据光纤激光器谐波锁模的原理,通过控制偏振态调制输出脉冲的周期以提高脉冲重复频率.实验中,展宽的光脉冲经光电转换器转换成UWB电脉冲序列后,由宽带数字示波器进行波形观测和测量.通过调节偏振控制器,获得了可输出8种不同脉冲重复频率的光子超宽带脉冲源.     

基于UWB的无线定位技术

为了实现高精度定位的需求,对无线通信的超宽带定位技术进行了研究.根据美国联邦通信委员会（FCC）的研究,分析了无线定位技术的研究现状,并介绍了超宽带信号的定义和常用的无线定位技术.最后结合对几种无线定位技术的分析,给出了适合超宽带网络的定位技术.分析结果表明,基于UWB的定位技术比传统的定位技术的定位精度高.     

低功耗CMOS UWB LNA设计综述

本文介绍了适用于WB-LNA电路设计的五种结构,分析了每种结构的噪声系数及其他性能参数。结合当前最新设计,分析探讨了电流复用技术、等效跨导增大技术以及噪声消除技术。电流复用技术可以降低功耗,且不受限于各种结构;等效跨导增大技术用于共栅结构WB-LNA电路,在不增加功耗的前提下,提高增益和噪声性能;噪声消除技术可以用于共栅结构或电阻反馈结构WB-LNA电路,主要用来改善噪声性能。     

基于光纤光栅的超宽带信号产生与传输

针对现有方法功率利用率低与调制实现困难的问题,采用基于光纤光栅（FBG）的超宽带（UWB）调制信号产生方法,建立了UWB信号产生系统。不仅可以实现UWB信号的调制,而且提高了产生信号的信噪比。实现了二进制相位调制（BPM）、脉冲幅度调制（PAM）和脉冲位置调制（PPM）等UWB信号产生。分析了光纤传输对产生信号的影响,...     

UWB的调制技术及其应用前景

UWB(超宽带)技术是继CDMA技术之后迅速发展的一种宽带传输技术,将经过信息调制的基带脉冲进行直接发送,脉冲宽度一般为ns级,因此它的信号能量分布在从DC到几GHz范围。它相对常规窄带传输方式而言有低功率谱、低截获、抗干扰能力强、可高速数据传输、多径分辨能力强和共享频谱等优点。主要介绍了UWB的几种调制技术,包括:TH-PPM、DS-UWB、TH-PAM和TH-OOK。分别阐述了它们的信号调制与解调,并分析比较了它们的性能,得出TH-PPM功率效率最高,是一种最优方案,最后以一种简明方式分析了UWB的应用和未来发展前景。     

一种应用于超宽带（UWB）的CMOS五次微分高斯脉冲发生器

A CMOS fifth-derivative Gaussian pulse generator is presented for ultra-wideband （UWB） applications. The design exhibits low power consumption, low circuit complexity, and a precise pulse shape to inherently comply with the FCC spectrum mask for indoor UWB applications without the need for a filter. The pulse generator is implemented with a 1.8-V, 0.18-μm CMOS process. The small core chip size of the pulse generator is only 217 ×121 #m2 because of its all digital circuit design. The measured fifth-derivative Gaussian pulse has a peak-to-peak amplitude of 158 mV and a pulse width of 800 ps. The average power dissipation is 0.6 mW with a pulse repetition frequency of 50 MHz.     

超宽带信号的产生及光纤传输的研究

提出了一种新的超宽带(UWB)脉冲产生的方法,并对其产生的数学原理进行了分析和实验验证。经过高斯信号调制的偏振控制器(PC)可以产生两个相位互补的相位调制信号,先通过PC调节两个正交的相位调制信号的静态相移,再经过偏振分束器(DBS)检偏后可以得到两路相位互补的高斯信号或二阶高斯信号,最后将这两路信号延时然后再经过偏振合路器(PBC)就可以分别得到一阶或三阶高斯信号。由于这3种脉冲的产生方式不同,频带宽度不同,在光纤中传输时对色散的容忍度也不一样,因此仿真分析了色散对这3种UWB信号传输特性的影响,得出了三阶高斯信号最适合UWB传输。     

梳状色散光纤中自相似脉冲传输的数值研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,以双曲渐减的正常色散渐减光纤(ND-DDF)获得线性啁啾自相似脉冲为基础,采用窗口为1550nm的色散光纤构成梳状色散光纤(CDPF),并给出了相应的理论模型,利用该模型,通过数值模拟的方法研究和分析了脉冲在接近于色散渐减光纤的色散变化趋势的梳状色散光纤中演化成自相似脉冲以及其自相似指数变化.结果表明,中心波长为1550nm的双曲正割脉冲在不同初始能量和不同初始脉冲宽度的情况下,梳状色散光纤可以产生抛物线型自相似脉冲且具有很好的线性啁啾特性.     

基于高斯二阶导数组合的UWB脉冲波形设计

提出了一种基于高斯二阶导数组合的UWB脉冲波形设计方法.依据FCC对超宽带各频段带宽划分的不同及各频段辐射限制的差异来选取基函数,利用最小均方误差准则(LSE),以FCC室内辐射掩蔽为规范选取一组加权系数对基函数进行线性组合.再通过调整基函数参数脉冲形成因子和搬移因子,对波形进一步优化.仿真结果表明,文中设计脉冲实现了在全频段对辐射掩蔽的高效逼近,与基于随机系数选择的组合脉冲比较:方法简单,具有更高的频谱利用率.     

色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用分布傅里叶方法对脉冲在色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性进行了研究。结果表明：双曲正割脉冲在不同初始能量和初始脉冲宽度的情况下,色散平坦渐减光纤可以产生带有线性啁啾的自相似脉冲。进一步研究表明,随着初始啁啾增加,脉冲逐渐展宽且展宽速度逐渐加快,而演化特性的劣化程度随啁啾参量的增加而增大;当初始啁啾为正时自相似脉冲演化特性劣于负啁啾时的特性。     

基于光注入半导体激光器的超宽带信号产生

提出一种基于光脉冲注入条件下半导体激光器腔 内交叉增益调制(XGM)效应的超宽带(UWB)信号产生方案,通过一个增益开关激光器(ML)、 一个半导体激光器(SL)和一个光带通滤波器(OBPF),在平衡探 测器(BPD)端口直接检测输出重复频率为2.5GHz的UWB一阶微分(Mo nocycle)和二阶微分(Doublet)信号, 而且通过引入马赫-曾德尔调制器(MZM),还可对产生的UWB信号实现开关键控(OOK)。 对所提系统 进行了全面的系统仿真分析,并进行了实验验证,实现了上述各种条件的UWB信号产生,并 实现了UWB信 号的40km光纤传输实验。实验结果表明:该方案获得的UWB信号的频 谱与美国联邦通信委员会(FCC)定制的EIRP标准吻合,同时经过调制的 UWB信号的波形经40km光纤传输之后基本保持不变。为了证明本文方 法产生的UWB信号的重复变化特点,还产生了频率为3.75GHz的UWB信 号。     

超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性

从光脉冲在光纤中传输演变所满足的基本方程出发,研究了超高斯光脉冲在普通单模光纤中的传输特性。数值模拟的结果表明,超高斯光脉冲入射后脉冲波形、瞬时啁啾以及峰值强度的演变规律与高斯脉冲入射时不同,脉冲波形不再总保持单峰结构,通常将经历一个从近平顶、多峰、最后到单峰的演变过程;从脉冲的前沿到后沿,瞬时啁啾也不再为线性,而是具有多个极值;峰值强度随传输距离的变化趋势也不再为单调递减,而是先增加后减小。这些变化规律还与入射超高斯脉冲的边沿陡峭程度和初始频率啁啾有关。     

基于粒子群算法的超宽带脉冲波形设计

首先分析了在超宽带系统中高斯脉冲成形因子和微分阶数对其能量谱密度的影响,并在此基础上,为了提高高斯脉冲波形的频谱利用率,采用高斯导函数线性组合来产生脉冲波形,提出并分析了一种基于粒子群（PSO）优化算法的超宽带无线脉冲波形优化设计方法,仿真表明该方法产生的高斯导函数线性组合脉冲能够很好地满足FCC的频谱掩模限制。     

密集多径环境下UWB测距的NLOS误差减小方法

为减小密集多径环境下超宽带(UWB)测距结果中因为障碍物引起的非视距(NLOS)误差,提出了一种有效的NLOS误差减小方法.此方法考虑了NLOS误差的产生原理及特点,以信号传播的路径损耗模型为基础,通过对接收信号中不同时间到达单径的能量比较,实现了对NLOS误差的粗略估计,进而以此估计值对测距结果进行校正.在方法的具体实现上,给出了一种计算量较小、复杂度较低的单径检测算法.对实测数据的处理验证了方法的正确性,结果表明本文提出的NLOS误差减小方法使UWB测距精度有了较大提升.