上海微网站建设方案,怎样做公众号,海南省建设厅网站首页,大庆网能做网站吗UWB定义
UWB#xff1a;Ultra Wideband#xff08;超宽频#xff09; UWB所谓的超宽频区别于其它近场通信技术可总结为时域上跳跃#xff0c;频域上矮胖 从图中可以看出#xff0c;时域上通过短且强的脉冲信号#xff0c;频域上主要是超宽的频谱#xff08;SpectrumUltra Wideband超宽频 UWB所谓的超宽频区别于其它近场通信技术可总结为时域上跳跃频域上矮胖 从图中可以看出时域上通过短且强的脉冲信号频域上主要是超宽的频谱Spectrum
信息调制Information Modulation
调制Modulation把信号进行编码使其方便传播的过程
Pulse Position ModulationPPM脉冲位置调制
PPM 通过在固定时间范围内改变脉冲的位置来对模拟信号进行编码。 在PPM中在固定时间间隔内的特定时间发送脉冲并且改变该间隔内的脉冲位置来表示正在发送的模拟信号的幅度。 相对于时间间隔内的固定参考点例如间隔的开始测量脉冲的位置。
Pulse Amplitude ModulationPAM脉冲幅度调制
脉冲幅度调制 (PAM) 是一种通过以规则模式改变脉冲幅度来将数字数据编码到模拟信号上的方法。 在 PAM 中幅度与传输的数字数据成比例变化。脉冲幅度调制 (PAM) 是一种通过以规则模式改变脉冲幅度来将数字数据编码到模拟信号上的方法。 在 PAM 中幅度与传输的数字数据成比例变化。
On-Off Keying (OOK)二进制启闭键控
OOK的调制原理就是用来控制把一个幅度取为0另一个幅度为非0就是OOK。它是以单极性不归零码序列来控制正弦载波的开启与关闭。 OOK(On-Off Keying)通断键控。 如上图所示 V m ( t ) V_m(t) Vm(t) 是需要发送的数字信号 A c o s ( 2 π f c t ) Acos(2πfc^t) Acos(2πfct) 是未经过调制的载波 v A M ( t ) v_{AM}(t) vAM(t)是经过OOK调制的载波信号。
Bi-Phase Modulation (BPSK)二进制相移键控 我们只使用一种载波 c o s ( ω 0 t ) cos(\omega_0t) cos(ω0t)当输入的二进制信号是0时 s ( t ) c o s ( ω t ) s(t)cos(\omega_t) s(t)cos(ωt)当输入的二进制信号是1时 c o s ( ω 0 t π ) cos(\omega_0t\pi) cos(ω0tπ) 而我们知道 c o s ( ω t ) − c o s ( ω t π ) cos(\omega_t)-cos(\omega_t\pi) cos(ωt)−cos(ωtπ)那么我们可以得到下面的映射关系
输入的二进制信号对应的二进制信号调制后的波形0I1;Q0 s ( t ) c o s ( ω t ) s(t)cos(\omega_t) s(t)cos(ωt)1I-1;Q0 s ( t ) c o s ( ω t π ) s(t)cos(\omega_t\pi) s(t)cos(ωtπ)
UWB频谱
UWB频谱的最大优势就在于宽频 由图中可以看到UWB的频谱相较于GPS、PCS个人通信服务、bluetooth、WIFI2等通信技术频谱宽阔的多且功耗低很多。
短距离数据吞吐量较大
图上对比的是wifi2版本。但目前由于wifi技术的发展无线近场传播主要靠wifi这个优势并没有发展起来。 但这也算是UWB技术的优势之一在后续的应用中高吞吐量的优势自然有用武之地。
不同编码规则对吞吐量的影响 m-ary中的m相当于是码元m越大理论上携带的信息量就越大但与此同时在有限的带宽中抗噪性能就会下降反映到实际吞吐量中反而m值越小的吞吐量越大。 具体原因解释 在超宽带UWB技术中增加 m-ary PAM 的值会导致每个符号携带更多的信息这理论上可以提高数据传输速率。然而实际上当 m 值增加时可能会出现吞吐量下降的情况这是由于以下原因
信道带宽限制UWB 技术通常使用极宽的频带宽度来传输信号。当 m 值增加时每个符号的持续时间变得更短这导致了更高的信号频率。然而信道的带宽是有限的不能无限地支持更高频率的信号。因此随着 m 值的增加信号在信道中可能会变得失真从而降低了吞吐量。 C B log 2 ( 1 S N ) \displaystyle{ C B \log_2 \left( 1\frac{S}{N} \right) } CBlog2(1NS)多径干扰UWB 信号通常会经历多条传播路径这可能导致多径干扰。随着 m 值的增加符号的持续时间减少这会增加多径干扰的影响降低信号质量。能量分布在 UWB 中信号的能量通常分布在广泛的频率范围内。当 m 值增加时每个符号的能量分布也会更宽这可能导致更多的能量分散在信道中而不是在目标频带内降低了信号的功效。硬件复杂性使用更高级别的 PAM 还需要更复杂的硬件来生成和检测这些信号这可能会增加系统的成本和复杂性。 因此在 UWB 技术中选择适当的 m 值需要平衡各种因素包括信道特性、系统设计、硬件复杂性和数据传输速率。选择合适的 m 值是 UWB 系统设计中的一个重要决策旨在最大程度地满足特定应用的需求。有时候牺牲一些数据传输速率以提高信号质量和可靠性可能是更明智的选择。 by ChatGPT
UWB优势总结
频谱宽7.5 Ghz的总频宽可在不同场景下切换频率功耗低允许的功耗电平低高吞吐10英尺内可实现500Mbpc迭代快遵从摩尔定律随着芯片频率提高性能也提高拦截难 脉冲短难以在频谱上检测到能量密度低得益于频带宽因而难以检测功率低难以被远距离拦截设备探测也减少了对其他系统的干扰波形多样多种不同的调制和脉冲形状低拦截概率快速脉冲和低能量密度使得拦截设备成本高 多径抗干扰性道理与拦截难类似高精度亚厘米级的精度可用于雷达以及定位等高穿透性可越过障碍物
