Новинка 1 шт UWB ультра Широкополосная Антенна

(1) Высокая скорость передачи и большая ВМЕСТИТЕЛЬНОСТЬ

Согласно формуле емкости канала Шеннона, верхний предел скорости передачи без ошибок системы в аддитивном белом гаусском шуме (AWGN) канал:

C = b×log2 (1 + SNR)

(1)

Где B (единица измерения-сантиметр Гц)-это пропускная способность канала и коэффициент "сигнал/шум"-это отношение сигнал-шум. В системе UWB полоса пропускания сигнала B составляет от 500 МГц до 7,5 ГГц. Поэтому, даже если SNR низкий, система UWB может достичь скорости передачи от нескольких сот мегабит до 1 ГБ/сек. на коротком расстоянии. Например, если используется полоса пропускания 7 ГГц, фактическая емкость канала может достигать 1 ГБ/сек., даже если отношение сигнал-шум не превышает-10 дБ. Таким образом, UWB технологии очень подходит для транспортировки на короткие расстояния Высокоскоростная передача данных приложений (например, высокоскоростные WPAN), которая может значительно увеличить емкости. Исследования показывают, что WPAN на основе UWB может достигать на 1-2 порядка выше, чем текущий стандарт WLAN IEEE 802.11.a.

(2) подходит для связи на короткие расстояния

Согласно правилам FCC, излучаемая мощность системы UWB очень ограничена, а общая Излучаемая мощность в диапазоне от 3,1 ГГц до 10,6 ГГц составляет всего 0,55 МВт, которая доставляет товары намного ниже, чем традиционные узкополосная системы. По мере увеличения расстояния передачи мощность сигнала будет продолжать снижаться. Таким образом, полученный коэффициент "сигнал/шум" можно выразить в зависимости от дальность передачи snrr (d). В соответствии с xiannong формула, пропускную способность канала можно выразить в зависимости от расстояния

C (d) = b×log2 [1 + snrr (d)] (2)

Кроме того, сигналы UWB обладают чрезвычайно богатыми частотными компонентами. Как мы все знаем, беспроводные каналы имеют различные характеристики выцветания в различных частотных диапазонах. Как расстояние передачи увеличивается, высокая частота сигнала снижается очень быстро, что приводит к искажение UWB сигнала, таким образом, что серьезно влияет на производительность системы. Исследования показывают, что когда расстояние между трансиверами составляет менее 10 м, Емкость канала UWB систем выше, чем у WLAN систем в диапазоне 5 ГГц. Когда расстояние между трансиверами превышает 12 м, преимущество системы UWB в емкости канала больше не будет. Таким образом, UWB системы особенно подходят для малого радиуса действия сообщений.

(3) хорошее соналичие и конфиденциальность

Поскольку спектральная плотность излучения системы UWB очень низкая (менее-41,3 дБм/МГц), для традиционных узкополосных систем спектральная плотность сигнала UWB даже ниже, чем фоновый уровень шума, помехи сигнала UWB на узкополосных системах можно расценивать как широкополосный белый шум. Таким образом, системы UWB имеют хорошее созвучие с традиционными узкополосными системами, что очень выгодно для улучшения все более плотного использования беспроводного спектра. В то же время, чрезвычайно низкая спектральная плотность излучения делает сигнал UWB очень скрытым и трудно быть перехлестанным, что очень выгодно для улучшения конфиденциальности связи.

(4) Сильный мульти-путь разрешение и высокая точность позиционирования

Поскольку сигнал UWB принимает узкий Пульс с очень короткой длительностью, его время и пространственное разрешение очень сильны. Поэтому сигнал UWB имеет чрезвычайно высокое разрешение многоканального соединения. Чрезвычайно высокая мульти-путь разрешение дает СШП сигналов высокоточной дальнометрии и возможностью позиционирования. Для системы связи, многопутевой разрешение СШП сигналов необходимо проанализировать диалектически. Время Избирательность и частота избирательность беспроводной канал основные факторы, которые ограничивают производительность Беспроводная коммуникационная сеть. В узкополосный системы, indiscernible многопутевой приведет к выцветанию и СШП сигналов может отделить их и разнообразного использования прием методы сочетать. Таким образом, UWB система имеет свой собственный сильный анти-выцветания способность. В то же время чрезвычайно высокая многопутевой разрешение UWB сигнала также приводит к сильному время рассеивания (частоты селективной выцветание) энергии сигнала и приемника должен пожертвовать достаточного уровня сложности (увеличение разнообразия) для захвата достаточно энергии сигнала. Это вызовет большую проблему для дизайна приемника. В практическом UWB системном дизайне должен быть сделан баланс между пропускной способностью сигнала и сложностью приемника.

Идеальное соотношение цена/производительность.

(5) небольшой размер и низкое энергопотребление

Традиционный UWB технология не требует синусоидальной перевозчик, данных модулируется на НС или суб-НС baseband узкого импульса передачи и ресивер используется correlator сразу для того чтобы выполнить обнаружения сигнала. Приемо-передатчика не требует сложных несущая частота модуляции/Демодуляции схемы и фильтры для воды. Таким образом, сложность системы может быть значительно снижена и трансивер громкости и потребляемая мощность может быть снижена. Новое определение UWB, разработанное FCC, в определенной степени увеличило трудность применения безнесущей формы пульса. Однако по мере развития Полупроводниковые технологии и появление новых импульсный технологии производства, UWB систем по-прежнему наследуем традиционные UWB, маленький размер и низкое энергопотребление. Особенности.

3 СШП импульсный формируя Технология

Любая цифровая система связи должна использовать информацию о переносе сигнала, которая хорошо соответствует каналу. Для системы линейной модуляции модулируемый сигнал может быть равномерно выражен как:

S (t) = & сумму; (t-T) (3)

Где, в является дискретной последовательностью символов данных, несущей информацию; T-Длительность символа данных;

G (t) временной области формы сигнала. Различных факторов, таких, как рабочий диапазон частот, полоса пропускания сигнала, излучения спектральной плотности, Внеполосного излучения, производительность передачи, и сложности осуществления системы связи все зависит от дизайна g (t).

Для UWB коммуникационные системы, пропускная способность формы сигнала г (t) должно быть больше, чем 500 МГц, а также энергии сигнала должны быть сосредоточены в 3,1 ГГц до 10,6 ГГц частотный диапазон. Первые UWB системы б/у нс/sub-НС carrierless Гаусса one-shot импульсов с сигналом спектра Повесьте его под 2 ГГц. Пересмотр UWB от FCC, аддитивного цветового пространства и Распределение спектра ресурсов вызывает новые требования для сигнальных огней, и сигнал для формовки схемы должны быть скорректированы. В последние годы, многие эффективные методы появились, как, например, формирование технологии на основе несущих модуляции, эрмитовых ортогональная формирования импульсов, ортогональная сферические формирования импульсов (pswf) и так далее.

3,1 Гаусса одиночный импульс

Гаусса-импульсная, который является Гаусса импульсный производные, это самый представительный non-перевозчик пульс. Каждый заказ импульсный сигнал может быть получен путем последовательных отклонения от Гаусса во-первых производный.

Обувь на толстой подошве с момента заказа импульсный сигнал, Количество Нулевой пункты пропуска постепенно увеличивается, и несущая частота сигнала переходит к высокой частоте, но пропускная способность сигнала существенно не изменяется, и относительной пропускная способность постепенно уменьшается. Первые UWB системы б/у 1st-order и 2nd-order импульсов и частота сигнала компонент по-прежнему от постоянного тока в переменный 2 ГГц. В соответствии с Новинка определение UWB по FCC фирмы mlight, суб-наносекундных импульсов более 4 заказы должны быть использованы для того, чтобы удовлетворить спектр излучения требования. Рисунок 3 показывает типичный 2ns Гаусса Моноцикл пульс.

3,2 технология формирования несущей модуляции

В основном, Если пропускная способность сигнала-10 дБ больше 500 МГц для удовлетворения требований UWB. Таким образом, традиционные сигнала для формовки схема для передачи система может быть пересажен UWB системы. На данный момент, UWB сигнала дизайн преобразуется в низкочастотный импульсный дизайн и спектра сигнала могут быть выполнены из гибкого перемещается по оси частот через перевозчика модуляции.

Фигурным pulse с носителем можно выразить следующим образом:

W (t) = p (t) cos (2 & pi; fct) (0≤t≤tp) (4)

Где p (t)-это группа импульсный продолжительности Tp; fc-несущая частота, то есть центральная частота сигнала. Если спектр baseband импульсный p (t) P (f), спектр финальный фигурный Пульс:

Видно, что частотный спектр фасонного импульса зависит от импульса основной полосы p (t). UWB дизайн требования могут быть выполнены до тех пор, пока-10dB пропускная способность p (t)-это больше, чем 250 МГц. Регулируя несущую частоту fc, спектр сигнала может быть в диапазоне от 3,1 ГГц до 10,6 ГГц.

Перейти в области. В том случае, если они будут сочетаться с псевдослучайного изменения рабочей частоты (FH) технология, псевдослучайного изменения рабочей частоты множественного доступа (fhma) система может быть изготавливается. Этот метод формирования импульсов используется во многих стандартных предложениях IEEE 802.15.3a. Диаграмме 4 типичный операторского исправлены, pulse с несущая частота 3,35 ГГц, а также-10 дБ пропускная способность 525 МГц.

3,3 хермите Ортогональный импульс

Гермитовые импульсы-это тип ортогонального импульсного метода формирования, который был впервые предложен для высокоскоростных систем связи UWB. В сочетании с мультиимпульсной модуляцией может эффективно улучшить скорость передачи системы. Этот тип импульсного сигнала происходит от хермите полиномов. Этот метод формирования импульса отличается тем, что энергия концентрируется в низкой частоте, и частотный спектр каждого заказа имеет большую разницу, и несущая передача спектра требуется для удовлетворения требований FCC.

3,4 pswf Ортогональный импульс

Pswf импульсный является своего рода приблизительный "сроки Wi-предел" сигнал, который имеет очень хороший эффект в диапазоне предел анализ сигналов.

По сравнению с хермите пульс, pswf пульса может быть спроектирован непосредственно в зависимости от задачи диапазон частот и требования к пропускной способности, без сложных модуляция несущей для спектрального сдвига. Таким образом, pswf импульсный относится к carrierless технологии формовки, который помогает для того чтобы упростить сложность приемо-передатчика.

4 UWB Модуляция и технология множественного доступа

Метод модуляции относится к тому, как сигнал несет информацию. Он не только определяет эффективность и надежность системы связи, но также влияет на спектр структуры и приемник сложности сигнала. Для мульти-получить доступ к технологиям, для того чтобы разрешить проблему, из нескольких пользователей каналы для обмена информацией, разумный множественного доступа система может значительно повысить просмотра несколькими пользователями (емкость при одновременном уменьшении Интер-пользователя помех. Модуляции методы используется в UWB системы можно разделить на две категории: модуляции исходя из UWB импульсов и ортогональная multicarrier модуляции исходя из OFDM. Множественного доступа технологии включают в себя: время прыжков множественного доступа, псевдослучайного изменения рабочей частоты множественного доступа, прямая код доступа с разделением и Спектральный разделитель несколько доступом в Интернет. В системе дизайн, разумное сочетание режим модуляции и множественного доступа режим может быть выполнена.

4.1UWB технология модуляции

(1) импульсная модуляция

Импульсный позиции модуляция (PPM) представляет собой метод модуляции, который использует импульсный позиции переносить данные. Согласно используемому номеру состояния дискретного символа данных, он может быть разделен на бинарный PPM (2PPM) и многоарный PPM (MPPM). В этом способе модуляции возможны 2 или м положения импульсов в один период повторения импульса, а позиции импульса соответствуют состояниям символа в один-к-одном соответствии. В зависимости от отношений между школьниками для этого способа работы расстояние между прилегающие импульсный позиции и ширину импульса, его можно разделить на частично перекрывающихся PPM и ортогональная PPM (oppm). В частично совпадает PPM, для того, чтобы обеспечить надежность системы передачи, отрицательных пиков импульсного автокорреляционная функция часто выбираются для прилегающий импульсный позиций, С тем чтобы извлечь максимальную евклидова расстояния соседних символов. В oppm, пульс позиции, как правило, определяется с интервалом ширину импульса. Приемник использует Корреляторы для того, чтобы выполнить последовательной обнаружения на соответствующих местах. Принимая во внимание сложность и ограничение UWB системы, обычно используется метод модуляции является 2PPM или 2 oppm в практического применения.

Преимущество PPM заключается в том, что для получения точного результата нужно всего лишь для того, чтобы контролировать Пульс позиции по данным символ, и не нужно контролировать Пульс амплитуда и полярности, и легко реализовать модуляции и демодуляции с более низкой сложности. Таким образом, PPM широко используемый метод модуляции для раннего UWB систем. Однако из-за однополярность в ppm-сигнал часто встречаются Дискретная спектральной линии с более высокой амплитуды в спектре радиации. В том случае, если эти спектральный линий не подавляется, это будет трудно удовлетворить FCC, аддитивного цветового пространства (требования для спектр излучения.

(2) амплитудная модуляция импульса

Амплитудная Модуляция импульса (PAM)-это число

Один из наиболее часто используемые методы модуляции для word коммуникационные системы. В UWB системы, мульти-Ари PAM (MPAM) не должны использоваться с учетом применения сложность и энергоэффективность. UWB системы обычно используют PAM двумя способами: ВКЛ-ВЫКЛ кодирование (OOK) и бинарные точности фазового сдвига кодирование (BPSK). Первые могут использовать некогерентным обнаружения, чтобы уменьшить приемник сложности, в то время как последний использует последовательной обнаружения, чтобы лучше обеспечить надежность передачи.

По сравнению с 2PPM в соответствии с одной и той же мощность излучения, BPSK, которые способны обеспечить более высокую надежность передачи и нет дискретной спектральный линий в спектре радиации.

(3) Модуляция формы волны

Сигналов модуляция (pwsk) представляет собой метод модуляции в сочетании с несколькими ортогональная сигналов, таких как хермите импульсов. В этом методе модуляции для передачи информации о данных используются формы взаимно ортогональных импульсных сигналов, и каждая форма импульсных сигналов соответствует символом данных m-ара. При получении, M параллельно Корреляторы используются для приема сигнала и максимальная вероятность обнаружения используется для полного восстановления данных. Поскольку различные импа Ульс энергии равны, эффективность передачи может быть повышена без увеличения мощности излучения. С одной и той же ширину импульса, более высокий символ скорости передачи данных по сравнению с MPPM могут быть обеспечены. При одинаковой скорости символа его энергоэффективность и надежность выше, чем MPAM. Потому что это своего рода метод модуляции нуждается в большем количестве формируя фильтры и Корреляторы, ее выполнения сложность выше. Поэтому он редко используется в фактические системы и в настоящее время ограничено теоретическое исследование.