随着计算机通信技术的不断发展，无线传输技术得到了广泛的应用，而超带宽（uwb）技术作为一种新型短距离高速无线通信技术正占据主导地位，超带宽技术又被称为脉冲无线发射技术，是指占用带宽大于中心频率的1/4或带宽大于1.5ghz的无线发射方案，超带宽技术在2002年以前主要应用于雷达和遥感等军事领域，uwb技术不需载波，能直接调制脉冲信号，产生带宽高达几兆赫兹的窄脉冲波形，其带宽远远大于目前任何商业无线通信技术所占用的带宽，uwb信号的宽频带、低功率谱密度的特性，决定了uwb无线传输技术具有以下优势：易于与现有的窄带系统（如全球定位系统（gps）、蜂窝通信系统、地面电视等）公用频段，大大提高了频谱利用率。易于实现多用户的短距离高速数据通信；对多径衰落具有鲁棒性，目前，uwb技术在商业多媒体设备、家庭和个人网络方面的应用正在不断发展。

2 uwb的关键技术

2.1 脉冲成形技术

任何数字通信系统，都要利用与信道匹配良好的信号携带信息，对于线性调制系统，已调制信号可以统一表示为^[1]：

s（t）＝σin g（t－t）

其中，in为承载信息的离散数据符号序列；t为数据符号持续时间；g（t）为时域成形波形，通信系统的工作频段，信号带宽、辐射谱密度、带外辐射、传输性能、实现复杂度等诸多因素都取决于g（t）的设计。

对于uwb通信系统，成形信号g（t）的带宽必须大于500mhz，且信号能量集中于3.1－10.6ghz频段，脉冲成形技术中最具代表性的无载波脉冲是高斯单周脉冲，他的带带宽已经大于2ghz，高斯单周脉冲是高斯脉冲的各阶导数，各阶脉冲波形可由高斯一阶导数通过逐次求导得到。随着脉冲信号阶数的增加，过零点数逐渐增加，信号中心频率向高频移动，但信号的带宽无明显变化，相对带宽逐渐下降，早期uwb系统采用1阶、2阶脉冲、信号频率成分从直流延续到2ghz，按照fcc对uwb的新定义，必须采用4阶以上的亚纳秒脉冲方能满足辐射谱要求。

2.2 调制技术

调制方式是指信号以何种方式承载信息，他不但决定着通信系统的有效性和可靠性，是也影响信号的频谱结构、接收机复杂度，在uwb系统中常用的调制方式可以分为两大类：基于超宽带脉冲的调制，基于ofdm的正交多载波调制。其中基于超带宽脉冲的调制常用的有脉位调制和脉副调制。

脉位调制（ppm）是一种利用脉冲位置承载数据信息的调制方式，按照采用的离散数据符号状态数可以分为二进制ppm（2ppm）和多进制ppm（mppm）。在这种调制方式中，一个脉冲重复周期内脉冲可能出现的位置有2个或m个，脉冲位置与符号状态一一对应，根据相邻脉位之间距离与脉冲宽度之间关系，又可分为部分重叠的ppm和正交ppm（oppm）。在部分重叠的ppm中，为保证系统传输可靠性，通常选择相邻脉位互为脉冲自相关函数的负峰值点，从而使相邻符号的欧氏距离最大化，在oppm中，通常以脉冲宽度为间隔确定脉位，接收机利用相关器在相应位置进行相干检测，鉴于uwb系统的复杂度和功率限制，实际应用中，常用的调制方式为2ppm或2oppm。

脉副调制（pam）是数字通信系统最为常用的调制方式之一。在uwb系统中，考虑到实现复杂度和功率有效性，不宜采用多进制pam（mpam）。uwb系统常用的pam有两种方式：开关键控（ook）和二进制相移键控（bpsk）。ook可以采用非相干检测降低接收机复杂度，而bpsk采用相干检测可以更好地保证传输可靠性。

正交多载波调制（ofdm）是一种高效的数据传输方式，其基本思想是把高速数据流分散到多个正交的子载波上传输，从而使子载波上的符号速率大幅度降低，符号持续时间大大加长，因而对时延扩展有较强的抵抗力，减小了符号间干扰的影响，通常在ofdm符号前加入保护间隔，只要保护间隔大于信道的时延扩展则可以完成消除符号间干扰，ofdm相对于一般的多载波传输的不同之处是他允许子载波频谱部分重叠，只要满足子载波间相互正交则可以从混迭的子载波上分离出数据信息，由于ofdm允许子载波频谱混迭起，其频谱效率大大提高，因而是一种高效的调制方式。

2.3 接收技术

尽管uwb信道的时延扩展很大，但是在信号占空比很低的情况下，前后两个接收波形之间的干扰可以忽略不计，因此早期的uwb接收机结构很简单，只是一个等效于匹配滤波的相关器而已。同时为了降低微器件模拟变换器的（adc）变换速率的要求，相关器是用线性相乘和积分等模拟过程实现的，但是当对传输速率的要求达到了上百兆比特每秒后，不理想的信道特性对接收信号的影响变得严重起来，接收信号幅度上的衰落需要通过rake接收机收集足够非常的多径分量来克服，另一方面，信号的占空比不足以避免前后波形之间的重叠现象，如何解决符号间干扰（isi）问题也必须在系统设计中加以考虑，一种比较理想的解决方案影响是rake＋均衡，通过rake接收捕捉各条径的能量