TM-UWB技术及其在无线通信中的应用

　　TM-UWB 收发信机特点

　　图5 显示了一个TM-UWB 无线通信系统收发信机的结构框图。与传统的无线通信系统收发信机结构相比,TM-UWB 无线通信系统收发信机的结构相对简单,发射机和接收机都没有本振、功放、PLL(锁相环) 、VCO(压控振荡器) 、混频器等。

　　相应地,能在TM-UWB 无线通信系统中使用的合适技术是相关接收,关键部件被称为相关器(correlator) 。相关器用准备好的模板波形乘以接收到的射频信号,再积分就得到一个直流输出电压。相乘和积分只发生在脉冲持续时间内,处理过程一般在不到1ns 的时间内完成。模板波形匹配时,相关器的输出量度了接收到的单周脉冲和模板波形的相对时间位置差,因此可以说相关器实质上是改进了的延迟探测器。

　　TM-UWB 系统性能分析

　　在TM-UWB 信号占用的频带范围内,所有其他的信号对TM-UWB 系统来说都是干扰信号,然而对工作在无线环境中,拥有相同频带空间的传统无线通信系统,和TM-UWB 无线通信系统可以做到互不干扰,这主要依靠TM-UWB 系统综合运用伪随机编码、随机时间调制以及相关解调技术等。

　　常用处理增益来衡量TM-UWB 无线通信系统接收机的抗噪声能力,通常近似定义为信号的RF 带宽与信号的信息带宽之比(再化成分贝) 。TM-UWB 无线通信系统一般具有较大的处理增益。一个具有8kHz 信息带宽、1. 25MHz 信道带宽的CDMA 扩频通信系统其处理增益为156 (即22dB) ,而一个TM-UWB 通信系统用2GHz 信道带宽来传输相同的8kHz 带宽的信息,其得到的处理增益为250 000(54dB) 。

　　存在于蜂窝无线移动通信中的瑞利衰落或多径衰落是一种“连续波”现象,因而当连续时间正弦波信号在室内传播时多径干扰现象就不可避免。由于受到建筑物内部和周围多径现象的干扰,使传统连续波无线电信号的传输特性变得较差,只有通过提高发射功率或采用更好的信号处理技术来减小多径干扰的影响。而TM-UWB 通信技术本身就特别适合室内使用,由于采用Rake 接收机技术因而具有抗多径衰落的固有鲁棒性。

　　结束语

　　TM-UWB 技术具有巨大的发展潜力,它深刻地冲击着传统的定频通信概念。即使是现在得到广泛应用的扩频通信仍然需要占据一定的固定带宽,这是 因为在扩频之前信息要调制到一个固定的载频上,而不是像TM-UWB 技术用持续时间为ns 级的单周脉冲。在国FCC于2002 年2 月4 日正式通过认可UWB 技术可应用于民用通信环境的最终规定后,有相当的机构正在致力于UWB 技术用于短距离无线数据通信领域的研究。