UWB系統的測試解決方案

　　UWB信號的產(chǎn)生方式

　　基帶脈沖形式

　　基帶脈沖形式是UWB通信最早采用的信號形式。它利用脈寬在ns、亞ns級的基帶脈沖序列進(jìn)行通信，通常通過(guò)脈沖位置調制(PPM)、脈沖極性調制或脈沖幅度調制(PAM)等調制方式攜帶信息。脈沖可以采用不同的波形，如高斯波形、升余弦波形式等，而且占空比也很小，所以有很強的多徑信道分辨能力和抗多徑性能。因為不需要調制載波和本振，所以收發(fā)信機結構簡(jiǎn)單、成本較低，同時(shí)系統的功耗比傳統的無(wú)線(xiàn)電系統要低得多。另外，這種脈沖信號穿透能力強，定位和測距精度很高，可以達到cm量級，同時(shí)可以在動(dòng)態(tài)中實(shí)現定位功能。但是基帶脈沖中包含較多的低頻分量，所以在FCC關(guān)于UWB通信功率譜的規定下，頻譜利用率不高，但可以通過(guò)脈沖波形優(yōu)化設計加以改善。

　　脈沖壓縮形式

　　對于基帶脈沖形式而言，由于其脈寬較窄、占空比較低，因此信號能量相對較小，對于遠距離的探測和通信并不適用。因此在軍事領(lǐng)域，為了盡可能地提高探測距離，脈沖壓縮方式的超寬帶信號有了廣泛的應用場(chǎng)合，其基本的表現形式有線(xiàn)性調頻等。對于線(xiàn)性調頻的脈沖壓縮體制，可以在比較寬的時(shí)間內實(shí)現相應的線(xiàn)性調頻，其頻帶覆蓋范圍符合FCC對超寬帶信號的定義，因此具有距離分辨率強等超寬帶系統特有的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，由于線(xiàn)性調頻的調制時(shí)長(cháng)可以根據需求定義，因此其信號能量遠大于基帶脈沖形式，可以滿(mǎn)足遠距離的目標探測需求。如圖1所示為基于DDS產(chǎn)生的超寬帶雷達信號實(shí)現框圖。

　　調制載波形式

　　通過(guò)調制載波可以將UWB信號搬遷到合適的頻段進(jìn)行傳輸，可以更加有效靈活地利用頻譜資源。同時(shí)可以利用現有通信系統中采用的方法，技術(shù)成熟度、工藝穩定度很高，在實(shí)現高速系統方面更容易些。2003年IEEE 802.15.3a工作組征集提案時(shí)，Intel、TI和Xtreme Spectrum分別提出了多頻帶、正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)、直接序列碼分多址(Direct Sequence Code Division Multiple Access，DS-CDMA)等3種方案，后來(lái)多頻帶方案與正交頻分復用方案融合，從而形成了以TI、Intel等公司為首的MB-OFDM和以Xtreme Spectrum、Freescale等公司為主的DS-CDMA兩大聯(lián)盟。

　　從技術(shù)上來(lái)講，MB-OFDM和DS-CDMA無(wú)法彼此妥協(xié)。通過(guò)這幾年的發(fā)展，MB-OFDM已經(jīng)逐漸取代DS-CDMA成為未來(lái)無(wú)線(xiàn)寬帶的熱門(mén)技術(shù)。圖2為MB-OFDM系統的信號結構。