TM-UWB技术及其在无线通信中的应用

　　TM-UWB 通信系统是一种崭新的通信系统,它能在传输媒介中以低功率、类似噪声的信号传输数据、话音甚至图像。由于采用TM-UWB 技术发射的无线信号跨越很宽的无线频谱,而功率谱密度又很低,与背景“噪声”差不多,因而不会对工作于同一频段的其它无线设备造成干扰。

　　传输波形的选取

　　一般而言,应用TM-UWB 技术的通信系统发射的不是正弦波信号,而是脉冲间隔严格受控的高斯单周超短时脉冲,一般工作脉宽为0. 2～1. 5ns ,重复周期为25～1 000ns。超短时单周脉冲决定了信号的带宽很宽,这种系统常采用时间(脉冲位置) 调制来携带信息和进行信道编码。TM-UWB 通信系统接收机直接将收到的射频信号转换成基带数字或模拟输出信号,只用一级前端交叉相关器即可把电磁脉冲序列转换为基带信号,不用传统通信设备中的中频级,大大地降低了通信系统设备的复杂性。一个比特信息通常被扩展到多个单周超短时脉冲,接收机相关地综合适当的脉冲数目来恢复被发送的信息。

　　高斯单周超短时脉冲

　　在TM-UWB 射频技术中最基本和最重要的任务就是首先要获得实际应用中可实现的高斯单周脉冲。图1 显示了一个典型高斯单周超短时脉冲(中心频率为2GHz)的时域波形和频域特性曲线。

　　高斯单周脉冲的时域和频域数学模型可分别表示为

　　式中,A 为脉冲峰值幅度,τ是一个时间延迟长度,此处等于脉冲持续时间, t 为时间, f 为频率,由此可推出中心频率f 0 = 1/τ,半功率带宽Wb = f 0 ×116 %这样可得到脉冲宽度为0. 5ns 的高斯单周脉冲,其中心频率为2GHz ,半功率带宽约为2GHz。