UWB傳輸系統定義

UWB傳輸系統定義

FCC 規定允許UWB 通信設備在3.1 - 10.6 GHz 無(wú)需牌照的頻譜中以低功率運行(有效同向放射功率或E I R P為-41.3 dbm/MHz)。UWB 低輻射極限的目的是保證UWB 設備不會(huì )給“有牌照的服務(wù)和其它重要無(wú)線(xiàn)電操作”帶來(lái)有害干擾。

超寬帶(UWB)發(fā)射機定義為“一種故意放射裝置，其在任何時(shí)點(diǎn)上的部分帶寬大于等于0.20，或UWB 大于等于500 MHz，而不管部分帶寬是多少。部分帶寬等于2(fHfL)/(fH + fL)?！鳖l率為-10db2。

例如，圖1中測量的超寬帶發(fā)射機的部分帶寬約為0.5，超過(guò)了最低部分帶寬及最低500MHz。相比之下，CDMA的部分帶寬約為0.0007，帶寬約為1.2 MHz。為提高總放射功率，UWB 發(fā)射機使用盡可能多的頻譜。UWB 系統、子系統或元器件的開(kāi)發(fā)、安裝和部署要求全面測試及測試工具，其要能夠滿(mǎn)足提高的調制帶寬要求。這種新型實(shí)時(shí)測量及信號生成儀器必需準確生成和/或捕獲UWB 標準要求的數千個(gè)符號。

圖1. 商用DS-UWB 無(wú)線(xiàn)電實(shí)時(shí)頻譜。調制帶寬約為2GHz，部分帶寬約為50%. (TDS6154C 40GS/s 捕獲)。

本文中討論的所有測試和測量都使用泰克TDS6154C 示波器進(jìn)行。對發(fā)射機測試，TDS6154C提供了15 GHz 的實(shí)時(shí)帶寬、64 Mpts 的記錄長(cháng)度和40 GS/s 的采樣率，可以作為實(shí)時(shí)(單次)波形，在UWB頻譜中任何地方從RF中直接準確捕獲數千個(gè)符號。對接收機評估，AWG710B任意波形發(fā)生器提供了4.2 GS/s 的最大采樣率，可以成UWB寬帶信號，而不必擔心由于IQ解調而產(chǎn)生誤碼。

超寬帶頻譜和功率
UWB 頻譜視不同應用而變化。個(gè)人通信系統允許使用3.1 GHz - 10.6 GHz 總共7.5 GHz 的頻譜。有兩種常用方式使用可用的帶寬：脈沖無(wú)線(xiàn)電系統和多頻段系統。脈沖無(wú)線(xiàn)電需要使用時(shí)間周期非常短的基帶脈沖，其使用幾千兆赫的帶寬?？梢允褂妹}沖幅度調制(PAM)或脈沖位置調制(PPM)調制數據?？梢允褂锰鴷r(shí)方案支持多個(gè)用戶(hù)。

多頻段系統把UWB 頻段劃分成多個(gè)較小的頻段(圖2)。在這些較小的頻段中，有各種建議的調制方法(包括BPSK, QPSK, OFDM, 等等)。DS-UWB 系統把頻譜劃分成上方頻段和下方頻段，WiMedia方法則有五個(gè)頻段組。中間頻率映像可能會(huì )占用更大的帶寬(圖2)。為避免干擾現有的服務(wù)，FCC把EIRP限制在-41.3dbm。這么低的功率電平與電子器件的無(wú)意輻射相當，需要適當的測量設備，測量這么低的信號。本文中的所有測量都通過(guò)在UWB 無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)和TDS6154C 之間劃分50歐姆信號完成。圖3是實(shí)際輻射功率實(shí)例，我們已經(jīng)對頻段2的功率譜密度進(jìn)行模板測試(參見(jiàn)圖2)。

UWB頻譜圖

圖3. 發(fā)送P S D