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通信工程毕业设计论文（一）
,改变脉冲与脉冲间的时间间隔,可以降
低频谱的尖峰幅度[2]
图 2-1 单周期脉冲的时间域和频率域的表
UWB 的调制技术
超宽带系统中信息数据对脉冲的调制方法可以有多种。脉冲位置调制( PPM) 和脉冲幅
度调制(PAM) 是 UWB 最常用的两种调制方式。通常 UWB 信号模型为
(2-3其中,w ( t) 表示发送的单周期脉冲, dj , tj 分别表示单脉冲的幅度和时延
a PAM- UW
PAM 是一种通过改变那些基于需传输数据的传输脉冲幅度的调制技术。在 PAM 调制
系统中,一系列的脉冲幅度被用来代表需要传输的数据。任何形状的脉冲都是通过其幅度
调制使传输数据在{ - 1 , + 1}之间变化(对于双极性信号) 或在 M 个值之间变化(对于 M 元
PAM) 。增加传输脉冲所占的带宽或减少脉冲重复频率,都可以增加一个固定平均功率谱密
度的 UWB 系统所能达到的吞吐量和传输距离,可以看出这一效果与增加传输功率的峰值的
效果是相似的。[8
采用脉冲幅度调制(PAM)的超宽带信号波形如下:[4
(2-4
其中, dj 是信息序列, Tf 是脉冲重复周期。根据 dj 的不同取值, 可将 PAM 调制方式分为以
下三种
（1） OOK(发送数据为 1 ,UWB 信号的幅度为 1 ;发送数据为 0 ,UWB 信号的幅度为 0) ;
（2）PPAM(发送数据为 1 ,UWB 信号的幅度为 β1 ;发送数据为 0 ,UWB 信号的幅度为 β2)
;
（3）BPSK(发送数据为 1 ,UWB 信号的幅度为 1 ;发送数据为 0 ,UWB 信号的幅度为- 1)
对于这三种方式,在超宽带的 PAM 调制方式中多采用 BPSK 方式
b PPM- UW
脉冲位置调制(PPM) 又称时间调制(TM) ,是用每个脉冲出现的位置落后或超前某一标
准或特定时刻来表示某个特定信息的[3]。二进制 PPM 是超宽带无线通信系统经常使用的
一种调制方法,相对其它调制方法来说也是较早使用的一种方法。采用 PPM 的一个重要原因是它能够使用零相差的相关接收机来接收检测信号,而这种接收机有着非常好的性能。
采用脉冲位置调制( PPM) 的超宽带信号波形如下
(2-5
其中, dj 取 0 或 1 ,δ 为调制因子, 与脉冲宽度 Tm (1/Tf ) 是一个数量级。当发送数据
为 1 时脉冲就会相应滞后一个时延 δ
图 2-2 给出了上述四种调制方法的信号波形图,对这四种调制方式给出了一个比较直
观的描述
除了这些对脉冲的调制方法外,用伪随机码或伪随机噪声(PN) 对数据符号进行编码以
得到所产生信号的频谱时,根据编码的不同即扩频和多址技术不同,超宽带系统又被分为跳
时的超宽带系统(TH - UWB) 、直扩的超宽带系统(DS - UWB) 、跳频的超宽带系统(FH -
UWB) 和基带多载波超宽带系统(MC - UWB) 等[9]
图 2-2 不同调制方式的信号波形[4
UWB 技术特点
由于 UWB 与传统通信系统相比,工作原理迥异,因此 UWB 具有如下传统通信系统无法
比拟的技术特点[4](1)系统容量大。香农公式给出 C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,带宽增加使信道容量的
升高远远大于信号功率上升所带来的效应,这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。超
宽带无线电系统用户数量大大高于 3G 系统
(2)高速的数据传输。UWB 系统使用上 GHz 的超宽频带,根据香农信道容量公式,即使
把发送信号功率密度控制得很低,也可以实现高的信息速率。一般情况下,其最大数据传输
速度可以达到几百 Mbps～1Gbps
(3)多径分辨能力强。UWB 由于其极高的工作