UWB传输系统定义

UWB传输系统定义

FCC 规定允许UWB 通信设备在3.1 - 10.6 GHz 无需牌照的频谱中以低功率运行(有效同向放射功率或E I R P为-41.3 dbm/MHz)。UWB 低辐射极限的目的是保证UWB 设备不会给“有牌照的服务和其它重要无线电操作”带来有害干扰。

超宽带(UWB)发射机定义为“一种故意放射装置，其在任何时点上的部分带宽大于等于0.20，或UWB 大于等于500 MHz，而不管部分带宽是多少。部分带宽等于2(fHfL)/(fH + fL)。”频率为-10db2。

例如，图1中测量的超宽带发射机的部分带宽约为0.5，超过了最低部分带宽及最低500MHz。相比之下，CDMA的部分带宽约为0.0007，带宽约为1.2 MHz。为提高总放射功率，UWB 发射机使用尽可能多的频谱。UWB 系统、子系统或元器件的开发、安装和部署要求全面测试及测试工具，其要能够满足提高的调制带宽要求。这种新型实时测量及信号生成仪器必需准确生成和/或捕获UWB 标准要求的数千个符号。

图1. 商用DS-UWB 无线电实时频谱。调制带宽约为2GHz，部分带宽约为50%. (TDS6154C 40GS/s 捕获)。

本文中讨论的所有测试和测量都使用泰克TDS6154C 示波器进行。对发射机测试，TDS6154C提供了15 GHz 的实时带宽、64 Mpts 的记录长度和40 GS/s 的采样率，可以作为实时(单次)波形，在UWB频谱中任何地方从RF中直接准确捕获数千个符号。对接收机评估，AWG710B任意波形发生器提供了4.2 GS/s 的最大采样率，可以成UWB宽带信号，而不必担心由于IQ解调而产生误码。

超宽带频谱和功率
UWB 频谱视不同应用而变化。个人通信系统允许使用3.1 GHz - 10.6 GHz 总共7.5 GHz 的频谱。有两种常用方式使用可用的带宽：脉冲无线电系统和多频段系统。脉冲无线电需要使用时间周期非常短的基带脉冲，其使用几千兆赫的带宽。可以使用脉冲幅度调制(PAM)或脉冲位置调制(PPM)调制数据。可以使用跳时方案支持多个用户。

多频段系统把UWB 频段划分成多个较小的频段(图2)。在这些较小的频段中，有各种建议的调制方法(包括BPSK, QPSK, OFDM, 等等)。DS-UWB 系统把频谱划分成上方频段和下方频段，WiMedia方法则有五个频段组。中间频率映像可能会占用更大的带宽(图2)。为避免干扰现有的服务，FCC把EIRP限制在-41.3dbm。这么低的功率电平与电子器件的无意辐射相当，需要适当的测量设备，测量这么低的信号。本文中的所有测量都通过在UWB 无线电天线和TDS6154C 之间划分50欧姆信号完成。图3是实际辐射功率实例，我们已经对频段2的功率谱密度进行模板测试(参见图2)。

UWB频谱图

图3. 发送P S D