超宽带信号模型及调制方式的研究与仿真_硕士论文_学位论文
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超宽带信号模型及调制方式的研究与仿真
关键词: &&&&
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 6次
随着无线通信技术的发展,各种无线通信系统相继出现,无线局域网(WLAN)、自组网(Ad hoc)、无线个域网(WPAN)等概念的提出掀起了短距离无线通信研究的热潮。然而,人们对无线通信系统的要求仍在不断提高,希望其提供更高的数据传输速率、成本更低、功耗更小。而(UWB)可以满足这些需求,它将成为未来短距离无线通信的主流技术。超宽带技术无论是在美国还是欧洲,都得到了极大的关注。超宽带系统由于其低功耗、低截获率和抗多径衰落效益好等特点,特别适合应用在短距离无线通信领域中。
TG3a已经把超宽带标准由多达23种削减至2种:一个是多带联盟(MBOA)提出的MB-OFDM提案,另一个是UWB论坛联合提出的DS-UWB方案。由于这两种技术存在很大不同,因此无法实现兼容或者协同工作。目前,IEEE已经放弃了统一超宽带标准的努力,因此今后我们将看到两种UWB标准的并存。
对UWB技术的研究仅仅是近几年才引起人们的注意,其中一个研究方向涉及到。因为采用不同调制方案,对系统传输速率、抗多径干扰能力有很大影响。对它们进行分析比较,对系统调制信号的设计具有一定的参考意义。另外,对系统速率的不断提高也是人们不懈追求的目标。
本文针对超宽带系统进行了相关的介绍和研究,所做主要工作如下:
1、从UWB通信的基本原理入手,分析了其系统的技术特点,了解了其广泛应用领域,详细研究了UWB通信系统的各种调制方式。
2、由于现在UWB系统两种建议标准相持不下,并将并存作为UWB标准,因此,就专门针对这两种UWB标准进行了详细地分析:先主要介绍了两种标准的物理层,然后分别详细地从不同方面(发射信号、多径性能、发送功率)对它们进行了比较分析。
3、重点研究了OFDM移动通信的系统原理和关键技术,对其传输系统进行了计算机模拟,并在此基础上研究了基于OFDM技术的UWB系统。
4、针对UWB系统中获得更高数据速率来进行分析研究。首先从针对两种标准系统提升数据速率的技术入手。主要提出了一种获得超高数据速率的OFDM-UWB系统的物理层设计,并进行了仿真与系统分析。
第1章 绪论&&8-14&&1.1 UWB通信背景与发展状况&&8-11&&&&1.1.1 UWB通信背景&&8-9&&&&1.1.2 UWB技术在国内外发展现状&&9-11&&1.2 课题意义及其研究前景&&11-13&&&&1.2.1 本课题研究意义&&11-12&&&&1.2.2 相关研究前景&&12-13&&1.3 论文主要内容和结构安排&&13-14第2章 UWB通信系统及其研究&&14-26&&2.1 UWB通信基本原理&&14-18&&2.2 UWB系统的技术特点&&18-19&&2.3 UWB系统的广泛应用&&19-21&&2.4 UWB调制方式研究&&21-25&&&&2.4.1 脉幅调制 PAM&&21-22&&&&2.4.2 跳时脉位调制TH-PPM&&22-23&&&&2.4.3 伪混沌跳时调制PCTH&&23&&&&2.4.4 M状态Walsh码调制&&23-24&&&&2.4.5 二相调制BPSK&&24-25&&&&2.4.6 开关键控OOK&&25&&2.5 结语&&25-26第3章 UWB两种标准的比较分析&&26-40&&3.1 两种标准的简介&&26-34&&&&3.1.1 MB-OFDM物理层简介&&26-31&&&&3.1.2 DS-CDMA物理层简介&&31-34&&3.2 两种标准发射信号的比较&&34-35&&3.3 两种标准多径性能的比较&&35-37&&&&3.3.1 DS-CDMA抗多径措施&&36-37&&&&3.3.2 OFDM抗多径措施&&37&&3.4 两种标准发送功率的比较&&37-38&&3.5 结语&&38-40第4章 基于OFDM调制方式的UWB系统&&40-60&&4.1 OFDM的研究发展及其特性分析&&40-42&&4.2 OFDM移动通信系统原理&&42-54&&&&4.2.1 OFDM系统调制解调框图&&42-43&&&&4.2.2 OFDM系统基带模型&&43-46&&&&4.2.3 OFDM抗多径衰落的措施――保护间隔&&46-48&&&&4.2.4 基本参数的选择&&48&&&&4.2.5 OFDM的数学描述&&48-52&&&&4.2.6 OFDM的矩阵数学表示&&52-54&&4.3 OFDM中的关键技术&&54-56&&&&4.3.1 OFDM的同步&&54&&&&4.3.2 OFDM的调制与解调&&54-55&&&&4.3.3 OFDM的峰平比&&55-56&&4.4 OFDM传输系统的计算机模拟&&56-58&&4.5 OFDM在UWB中的应用&&58-60第5章 UWB获得更高数据速率系统设计与仿真&&60-71&&5.1 提升数据速率的技术&&60-65&&&&5.1.1 多频带OFDM系统&&60-63&&&&5.1.2 DS-UWB系统&&63-65&&5.2 超高数据速率的UWB-OFDM系统物理层设计&&65-71&&&&5.2.1 毫米UWB-OFDM系统物理层设计&&65-68&&&&5.2.2 系统仿真及性能分析&&68-70&&&&5.2.3 总结&&70-71第6章 结束语&&71-72&&6.1 总结全文&&71&&6.2 今后工作&&71-72参考文献&&72-75作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文&&75-76致谢&&76
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文档介绍：
T偌由希?衷赨?信道的研究成果几乎都是在单天线情况下,如果加上多天线,其信道特性则更加具有未知性。这一切都等待我们去研究发现。??国内外研究现状和发展趋势????信道模型研究现状和发展趋势早期的超宽带信道研究集中于直接将窄带系统的信道模型应用于超宽带系统,如将双径模型和?一? P汀綽??】直接应用于超宽带脉冲信号的多径传播建模。由于系统带宽的限制, 上述模型给出的脉冲信号幅度分布通常满足传统的瑞利衰落。而超宽带系统具有较大的系统带宽?? 4笥????,因此在确定的时域分辨率条件下,不会有大量多径信号叠加,即不会产生所谓瑞利多径衰落现象,因此上述模型并不适合作为超宽带脉冲信号的传播模型。此后,超宽带无线通信领域的主要研究机构应用统计建模方法对室内超宽带脉冲信号的多径传播特性进行了广泛的研究。????实验室的?甅. ???蚏. ?????通过对信道测量数据的分析提出了多径信号的平均功率?鲆娴木?街?随簇和簇***线呈双指数衰减,其幅度呈瑞利分布, 相位在?, ??诰?确植肌U饫锏拇啬谏湎呔褪窍挛牡拇刂凶勇肪叮?睾痛刂凶勇肪妒荱?间分辨率为??,将?甐模型应用于超宽带脉冲信号的多径传播特性的建模还需要根据具有更高分辨率的信道实测数据进行修正。美国南加州大学的?瓹????蚆. ?畐?等提出随机抽头延迟线???模型?】【?】。?????大学的???系,但???美国时域公司的????】提出的多径环境路径损耗模型是基于多径延迟扩展的。该模型提供的传输函数介于自由空间和另一个幂指数之间,基于测量的多径延迟扩展?!啊??和传播规律之间的联系。模型产生一种广义传播规律模型理论,给出了多径色散的更好解释。模型??咳?侄嗑赌P偷男阅芙?辛吮冉希?糜谛阅鼙冉系男诺啦问??ㄆ骄?郊邮毖印??时延扩展和峰值多径幅度??之内的平均多径数,结果表明?甐模型具有较好的性能。因此他们提出了基于?甐模型的简单修正的??? P停琁??模型其实质也是?甐模型,与早先??????诺滥P汀??俊??孔庸ぷ髯橹飨??诠ぷ髯樽钪毡?嬷卸訧??模型进行了简单的修正,主要包括在考虑阴影效应的基础上,在模型中增加对数正态阴影项, 并将此模型作为标准多径传播模型。可以说?甐/ ??数学描述简洁,且便于应用?绕涫羌扑慊?抡?的公认的比较完善的超宽带室内多径传播模型。后来??模型在??????????细?酉富??咛澹??~ ???腢?信道模型、???????仄档恼??诺滥P汀T ?~ ???腢?信道模型现在用的比较广泛的还是??际应用中存在模型输入参数获取困难的问题,且模型均是在单天线情况下建立,没有考虑空??信道建模建立在??基础上,最主要是描述其空域特性?占洳问?。本文建立????信道模型,则必须需求一种过渡模型,即从上述模型到????的过渡。对??诺姥芯看蠖嘟鼋隹悸橇四P偷亩嗑兜酱锸奔???情况,多径以簇的形式一簇一簇到达,簇里面又有子路径,即信道冲激响应只是时间的函数。后来人们陆续发现,簇和实很早以前对室内信道研究就提出了角度概念,只是所使用的信号并非超宽带信号,如?甹??????吭诖罅渴档夭饬炕??戏?质夷谛藕诺酱锝嵌????甋??????服从一定分布,且到达时间和到达角度近似独立。最早在??诺乐刑岢鼋嵌确植颊飧龈拍钍荝. ??. ?????和???道的时域冲激响应,包括多径的到达时间???榭龊投嗑兜牡酱锝嵌???情况。且提出了??帐蹦P停?厣炅耸夷赨?信道以簇的形式到达,簇内又有子路径。不仅说明多径??源睾妥勇肪兜男问降酱锝邮栈??曳?右欢?植迹?固岢龆嗑兜酱锝茿?和的明显区分,和??写睾妥勇肪断喽杂? K婧蟠罅课南住??俊??可婕暗搅薝?信号离开角???酱锝茿?概念。这就为模型空间参数配置、????信道模型研究和建立奠相对而言,国内学者在这方面研究就相对较少,但是贡献也是不可忽视的。马惠珠、杨莘元【?】和徐微、赵加祥【?】,分别在超宽带测量数据的后续工作方面作了大量研究,提出了在时域测量中求信道冲激响应的不同算法。全面地介绍了整个超宽带系统。对超宽带信号、实地的测量、模型、调制解调、天线等作了全面分析介绍,对了解超宽带系统很有帮助。可以说,国内对超宽带研究也是相当重视。国内学者分别在??年?隆????月告。报告也较系统的介绍了超宽带系统,以及超宽带技术的运用、好处、现遇到的困难等, 力求国内学者以及国民对超宽带技术的重视。??信道模型研究现状和发展趋势??信道建模方法可分为两大类:确定型信道建模和随机型信道建模。在确定型建模中,比较有代表性而且使用最广泛的是射线跟踪法【?】【?】;在随机型信道建模中,比较有代表?射线跟踪法建模射线跟踪法是确定型建模的一种,它需要生成符合实际的电子地图,是基于大量的实地测量为基础,然后在特定时刻??信道环境的绝大多数参数都确定下来,计算量大,实现困难。它唯一的好处就是模拟空间信道比较精确。射线跟踪法主要的思想为:将发射天线发射的信号视为发射源,发射源以电磁波的形式向四周辐射,然后对这些射线追踪,遇到障碍物时运用电磁场学理论进行场强运算。在接收天线端,将射线合并。这个过程就完成了对传播环境的预测,从而确定??信道的各个参数。相关矩阵法是随机型信道建模的一种。它一般是建立在对该信道环境的统计数据基础上, 这些已知的统计数据一般是在各天线信号之间互不影响条件下通过大量测量后得到的几何概率统计分布。也就是说信道冲激响应函数中的变量都是几何随机变量。通信信道中的相关性包括时间相关性和空间相关性两种。时间相关性是表征传输信号在不同时间点的关联程度,这种所谓的不同时间点主要由于多径时延造成,因此,时间相关性有时也用多径相关性代替。时间相关性在??和??信道模型中均存在,只是这种相关性往往对通信系统影响较小,很多时候不作考虑。而从??信道模型到??信道模型最主要的是增加了信道的空域特性?占洳问?匦?,而且这种相关性往往对通信系统影响较大。非相关性信道传输矩阵两端分别加入相关性矩阵,从而分析空间参数对??信道特性的影????技术及其信道模型研究现状和发展趋势人们开始追求更高速率和更高质量通信。由???预言【??】室内高速率传播将在未来几年中达到几个?/ ??鼋鲇贸?泶?际趸共荒苈?阏庖恍枨螅?饩褪沟肬?和??技术结合都要使各自技术优势融合,以达到更优质通信。但????技术研究还只是起步阶段, 近几年来关于此方面研究文献也不少。有关于????通信信道的容量研究,如文献如文献??俊6杂贛????与?. ??际踅岷希?疚牡?章对其做简单介绍,并建
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超宽带无线通信
1989年()首次使用这个术语，并规定若一个信号在 20dB处的绝对带宽大于1.5GHz或分数带宽大于25%，则这个信号就是超宽带信号。利用超宽带信号进行无线通信被称为超宽带无线通信。
超宽带无线通信摘要
随着无线通信技术的发展，人们对高速短距离无线通信的要求越来越高。（）技术的出现，实现了短距离内超带宽、高速的数据传输。其和的特点使得它具有其他所无法具有的很宽的带宽、高速的数据传输、功耗低、安全性能高等特点。本文介绍了UWB的主要技术特点，并把UWB与目前较为广泛使用的IEEE 802.11、Bluetooth等短距离无线通信技术进行了比较，最后对UWB的应用前景进行了分析与展望。
超宽带无线通信引言
是当前发展最迅速、最具活力的技术领域之一，在这个领域中，各种新技术、新方法层出不穷。其中，（Ultra Wide Band，）技术是在20世纪90年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术，被列为未来通信的十大技术之一。
1990年3月，在美国的Los Alamo召开的会议上提出了“超宽带（UWB）”的概念。超宽带雷达是一种新体制的雷达，它定义为：分数带宽（FBW，Fractional Band-Width）大于25%的雷达为超宽带雷达。
超宽带无线通信超宽带性能特点
是一种“特立独行”的，它将会为LAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。UWB具有以下特点：
超宽带无线通信2.1、抗干扰性能强
信号，在发射时将微弱的分散在宽阔的频带中，甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在过程中产生增益。因此，与IEEE 、IEEE 和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的性。
超宽带无线通信2.2、传输速率高
的可以达到几十每秒到几百兆比特每秒，有望高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE 和IEEE 。
超宽带无线通信2.3、带宽极宽
使用的带宽在1GHz以上，高达几吉，并且可以和目前的同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天。开辟了一种新的时域无线电资源。
超宽带无线通信2.4、频谱利用率高，系统容量大
因为不需要产生正弦，可以直接发射冲激序列，因而系统具有很宽的频谱和很低的，有利于与其他系统共存，从而提高，带来了极大的系统容量。
超宽带无线通信2.5、发射功率低
在短距离的通信应用中，发射机的发射功率通常可做到低于1mW，从理论上而言，超宽带信号所产生的干扰仅仅相当于一宽带的。这样有助于超宽带与现有之间的良好共存，对于提高的利用率具有很大的意义，更好的缓解日益紧张的无线频谱资源问题。并且超宽带信号的隐蔽性较强，不容易被发现和拦截，具有较高的保密性
超宽带无线通信2.6、保密性好
保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射极低。用传统的接收机无法接收。
超宽带无线通信2.7、通信距离短
信号传输受到距离的影响和高频信号强度会衰减很快，因此超宽频带的使用更加适用于短距离之间的通信。
超宽带无线通信2.8、多径分辨率极高
因为其采用的是持续时间极短的窄脉冲，所以其时间上和空间上的分辨率都是极强的，方便进行测距、定位、跟踪等活动的开展，并且窄脉冲具有良好的穿透性，所遇在中也得到广泛的使用。
超宽带无线通信2.9、便携
此技术使用，无需调制和解调，因此其设备功耗小，成本也较低，灵活的使用特性也使其更适合于便携型无线通信的使用。
超宽带无线通信UWB系统方案及一些技术问题
超宽带无线通信3.1、单频带系统
单频带系统仅使用单一的成形脉冲进行数据传输，其很大，分辨率很高，抗衰落能力强。但由于信号的时间弥散严重，接收机的复杂度较高。此外，为解决共存性问题，避免与带内系统的干扰，该系统采用的滤波器也是比较复杂的。其典型代表是单载波。在单载波DS-CDMA方案中，经过DS-CDMA之后的信号再对载波进行调制，从而可以在合适的频带范围内传输。传统的无载波方案存在较多低频分量，无法满足FCC规定的发射功率的限制。而单载波DS-CDMA方案通过解决了这一难题。
超宽带无线通信3.2　多频带系统
多频带系统是指将规划的整个频段划分成若干个子带。使用部分或全部子带进行数据传输。信号成形和数据调制在完成通过载波搬移到不同子带，避开传统系统使用频段。多频带系统根据调制方式分为多带和多带正交两种方式。其多址问题采用来解决。相对于符号速率又可分为快跳和慢跳。MBOA（MultiBand Orthogonal frequency division multiplexing Alliance）多频带联盟提议将UWB频带分为最少三个频段。并采用正交频分复用（）方式将三个频段进一步分为大量的窄通道。
从技术上来讲，MBOA和是无法彼此妥协的。对无线电频率管理来说，有两个基本的原则：一是新的无线电技术不得对已有的（系统）造成有害干扰；二是受到干扰不得提出保护要求，即要能忍受已有无线电台的各种干扰。DS-CDMA因为使用整个3.1～10.6GHz频段，包括传统无线技术使用其中的一些频率，而MBOA使用多个频率子带可以很方便地避开这些频率。
超宽带无线通信3.3　UWB硬件系统
同传统结构相比，接收机的结构相对简单，图1给出了UWB发射和接收机的系统框图。在UWB中，信息可被不同技术调制，在接收端，天线收集信号能量经放大后通过相关接收后处理，再经门限检测后获得原来信息。相对于式接收机来说，实现相对简单，没有、功放、PLL（锁相环）、（）、等，成本低，而且UWB接收机可全数字化实现，采用，可动态调整、功耗等。
超宽带无线通信UWB技术的应用
由于通信利用了一个相当宽的带宽，就好像使用了整个频谱，并且它能够与其他的应用共存，因此UWB可以应用在很多领域，如个域网、、无线传感网、标识、成像应用。
超宽带无线通信4.1、UWB在个域网中的应用
可以在限定的范围内（比如4m）以很高的（比如480Mbit/s）、很低的功率（200μW）传输信息，这比蓝牙好很多。蓝牙的数据速率是1 Mbit/s，功率是1mW。UWB能够提供快速的无线外设访问来传输照片、文件、视频。因此UWB特别适合于个域网。通过UWB，可以在家里和办公室里方便地以无线的方式将视频摄像机中的内容下载到PC中进行编辑，然后送到TV中浏览，轻松地以无线的方式实现个人数字助理（PDA）、手机与PC数据同步、装载游戏和音频/视频文件到PDA、音频文件在MP3播放器与多媒体PC之间传送等。
超宽带无线通信4.2、UWB在智能交通信息中的应用
利用的定位和搜索能力，可以制造防碰和防障碍物的雷达。装载了这种雷达的汽车会非常容易驾驶。当汽车的前方、后方、旁边有障碍物时，该会提醒司机。在停车的时候，这种基于UWB的雷达是司机强有力的助手。利用UWB可还以建立管理系统，这种系统应该由若干个站台装置和一些车载装置组成无线通信网，两种装置之间通过UWB进行通信完成各种功能。例如，实现不停车的自动收费、汽车方的随时定位测量、道路信息和行驶建议的随时获取、站台方对移动汽车的定位搜索和速度测量等。
超宽带无线通信4.3　传感器联网
利用低成本、低功耗的特点，可以将UWB用于无线传感网。在大多数的应用中，传感器被用在特定的局域场所。传感器通过无线的方式而不是有线的方式传输数据将特别方便。作为无线传感网的通信技术，它必须是低成本的；同时它应该是低功耗的，以免频繁地更换电池。UWB是无线传感网通信技术的最合适候选者。
超宽带无线通信4.4　成像应用
由于具有好的穿透墙、楼层的能力，UWB可以应用于成像系统。利用UWB技术，可以制造穿墙、穿地雷达。穿墙雷达可以用在战场上和警察的防暴行动中，定位墙后和角落的敌人；地面穿透雷达可以用来探测矿产，在地震或其他灾难后搜寻幸存者。基于UWB的成像系统也可以用于避免使用的医学系统。
由于UWB有着很多优点，它还可以用于智能标识、有线网络的无线延伸以及在军事方面用来实现超保密的通信系统。
．中国报告网．[引用日期]
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3秒自动关闭窗口如何让超宽带（UWB）信号测试变得简单易行？ - 全文
现如今，无线电技术新兴起一种名叫超宽带（UWB）无线技术，这种技术发展非常迅速，并且有望在低功耗、短距离无线应用上广泛普及。目前，UWB技术已经迅速成为无线USB 和短程探地雷达等应用的领导技术。UWB无线电不同于传统窄带无线电，拥有大量的专用测试需求。巨大的信号带宽、窄脉冲和接近热噪底的瞬态功率频谱密度（PSD），使得 UWB 测试起来非常困难。泰克在UWB测试上为业界提供了比较简单有效的解决方案。下面小编给大家展开来细说。
什么是超宽带（UWB）技术？
根据百度解析，超宽带技术（UWB，Ultra Wide Band）技术是一种新型的无线通信技术。它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。超宽带技术解决了无线电多年以来对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低等问题的解决，同时包括如低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等一系列优点。
简单来讲，超宽带（UWB）技术是一种低功耗、高带宽并且实现相对简单的无线通信技术。UWB技术与传统的无线通信技术有着本质区别，如目前几乎所有的无线通信包括移动电话、无线局域网等通信，其所使用的通信载波均为连续的电波，而超宽带（UWB）产品在工作时发出则更多的是大量的非常短距离、能量非常大的脉冲波形。这些脉冲都是经过精确计时的，每个只有几个毫微秒长，可以覆盖非常广泛的区域。
泰克针对超宽带（UWB）信号测试提供专用的生成分析测试仪器
AWG70000 任意波形发生器
UWB信号带来了许多挑战性的测试和测量问题，需要专用的测试仪器功能。泰克为UWB生成和分析超宽带测试信号，给出了要求高性能任意波形发生器（如泰克AWG7000系列）和超宽带数字荧光示波器（如可以满足各种UWB信号带宽要求的DPO70000系列）。
泰克AWG7000系列和RFXpress为UWB 测试信号的生成提供了可靠的解决方案。AWG7000和RFXpress能在UWB频谱中以数字方式合成和产生信号。对自定义的UWB 信号或针对最新WiMedia 规范定义的信号而言，AWG7000 解决方案可创建超过1.6GHz 调制带宽的实时跳频信号。RFXpress 软件使用户能完全控制其UWB信号的特性，包括导引同步序列和时间频率码等。对WiMedia应用的全部六个频带组（BG1~BG6），使用AWG7000 可以在IQ、IF 或直接RF 信号中，也给用户提供了直接产生射频、中频上变频或基带调制等三种不同的选择。
使用AWG7000 和SerialXpress 产生数字信号，添加去加重
使用AWG7000 和SerialXpress 添加有信号还原的数字数据
泰克AWG7000系列任意波形生成器调制超宽带（UWB）信号
泰克AWG7000任意波形发生器提供 20Gs/s 的采样率，可直接生成多种 UWB 波形
生成UWB测试信号要求巨大的带宽，这需要使用专用的信号生成设备。大多数常用的实验室信号发生器只能生成几十或几百MHz的带宽，而大多数UWB信号需要1.5 GHz的带宽，远不能满足UWB要求。
根据要生成的UWB调制，可能需要不同的信号发生方法。TH-UWB和DS-UWB之类的信号一般完全在基带生成，要求几千兆赫的基带带宽。其它信号如MB-OFDM则更多地上变频到相应的RF频段。上变频方法要求的基带带宽较少，但增加了外部上变频器或调制器，提高了复杂性。
多年来，泰克AWG系列的带宽能力一直居于业内领先地位。AWG7000等型号使用近四倍的过采样率，实现了高达20 GS/s的采样率和5.8 GHz的基带带宽。这为BG1和BG2的WiMedia MB-OFDM信号直接生成RF提供了足够的带宽。
AWG7000支持直接基带和外部I-Q调制器/上变频器UWB信号生成方法
通用AWG可以执行直接基带任意波形生成功能，生成的I-Q基带信号还可以使用传统外部调制器调制和上变频到更高的频率。AWG7000提供了8 - 10位的动态范围，可以在没有外部元件的情况下，直接生成高达5.8 GHz的UWB信号。可以使用外部上变频器或I-Q调制器，实现WiMedia高频段组#3-6的信号。
AWG7000系列也配有差分输出，可以直接同流行的平衡放大器和混频器元件接口，改善了抗共模干扰的能力。由于大量的UWB信号创建工作使用软件算法以数字方式实现，因此任意波形存储器灵活播放各种信号的能力对UWB工程师尤其具有吸引力。
可以使用仪器面板操作或PC，通过多种编程方式对任意波形存储器编程。
泰克提供了RFXpress，这是一种强大的软件工具，可以合成复杂的UWB调制波形文件。此外，泰克AWG还可以导入许多常用的文件类型进行播放，如.pat、.seq、.wfm、MATLAB&、Mathcad&或Excel&。这种灵活的文件格式允许工程师直接从软件定义无线电设计工具中下载波形数据，而且通常不需要进行格式转换。
利用RFXpress 快速创建基于通用或标准RF/IF信号
为有效构建UWB系统，需要各种测试激励波形。过去，编译复杂的UWB信号结构一直很难。通常情况下，最容易随时获得的UWB信号，是来自于该系统自身软件定义的信号编码。这也是为什么泰克AWG信号发生器会支持多种兼容文件类型：这些文件类型被广泛用于流行软件定义无线电的设计工具。
但是，使用UWB自己的系统软件生成测试信号可能会带来问题。这种方法的主要问题是它假设系统波形设计能够正确运行，而在开发阶段早期，这可能并不符合实际情况。此外，无线电系统软件通常不能增加信号损伤，产生满足测试目的的信号处理起来可能会非常麻烦，同时，这些系统软件在设计时一般没有考虑测试所用的人机界面。
更加首选的方法是使用已知良好的软件工具，这种工具能够可靠地合成通用信号和基于标准的信号，这些信号可以带损伤，也可以不带损伤。这消除了测试信号的不确定性，提供了简便易用的人机界面，加快了设计和调试流程。
RFXpress同时提供了通用多信道调制合成功能和基于标准的合成功能，如WiMedia的UWB信号
RFXpress波形合成软件支持创建通用信号，及创建特定标准信号，如WiMedia格式。因此，RFXpress同时适用于WiMedia设备的频谱环境仿真和功能测试。RFXpress是一种基于流行PC的软件工具，其图形用户界面可以以可视方式确认波形和设置。RFXpress可以快速合成波形，简便地自动校准，创建RF和IF信号。它还拥有&自动发现仪器&功能，消除麻烦的手动仪器设置工作。为简化通用波形或基于标准的波形创建过程，RFXpress还拥有自动回卷（Wrap around）校正及归一化波形幅度。回卷校正功能消除了在重复播放的波形开头和末尾信号幅度差异大时连续播放时可能发生的频谱毛刺。归一化波形幅度使输出信号动态范围达到最大，它缩放波形的幅度，以最好地适应AWG的数模转换器（DAC）的动态范围。
通过使用一致性模式，用户只需点击鼠标，就可以合成复杂的MB-OFDM WiMedia信号。RFXpress包含业内采用的各种WiMedia信号标准，允许用户在最高层级上选择信号属性。这消除了手动编程实现标准规定的信号特性的复杂性。它还降低了构建WiMedia信号时因疏忽而产生错误的可能性。
RFXpress可以对大量的WiMedia信号特性编程。例如，尽管WiMedia规定了RF频段组和中心频率，但泰克认识到，许多工程师可能希望在IF上执行测试。RFXpress允许在AWG指标范围内，用户可选择在IF频率或WiMedia标准RF频率上定义信号。
RFXpress配置WiMedia信号的灵活性远不止输出频率。它可以在数据包组级定义许多UWB参数。
WiMedia UWB信号使用复杂的PLCP协议数据单元（PPDU ），定义传输所需的协议。PLCP前置码、PLCP包头和PSDU构成了PLCP协议数据单元（PPDU）。PLCP包括一个用于数据包同步和信道估算的前置码及用于PHY特点的PLCP包头，这些特点包括速率、数据包长度、介质访问控制器（MAC）信息、编码和其它信号协议属性。数据包的PSDU部分包括数据净荷及其它功能，如tail bit和Pad bit。
RFXpress可以全面控制PLCP和PSDU单元，从数字数据包组级生成波形。测试工程师可以使用一个简单的图形PPDU界面简便地创建不同的数据包，其中包括码型选择指示及发送的数据包的十六进制显示，测试WiMedia设备的功能性能。此外，用户可以选择及以图形方式查看所有TFC码及数据包之间的间隔。
RFXpress可以为被测设备（DUT）灵活地创建完整的激励数据包，包括设置MAC包头和数据净荷。甚至可以实现OFDM音调清零，实现每个载波功率电平独立设置的灵活性。为测试基本采集电路和均衡器，RFXpress还可以只生成WiMedia前置码，而没有PLCP包头和数据净荷，这有助于创建调试方案。
UWB调制能够强健地耐受信号损伤的能力，是许多UWB应用赖以生存的一项重要功能。为评估UWB设备的性能，工程师通常希望提供增加了损伤的激励信号。RFXpress不仅可以生成复杂的WiMedia MB-OFDM信号，而且可以生成常见的信号损伤。由于能够以数字方式添加信号，因此可以合成及在所需信号中添加所有类型的带内干扰源和带外干扰源，以评估RF数据链路的耐受性。类似的，可以在适当的时间增加选通噪声。甚至可以增加失真和I-Q损伤，使用并非完美的发射机测试接收机性能，保证RF互操作性。
在RF设备之间实现无差错空中接口可能会极具挑战性。实现这一点的方式之一，是在不同环境中记录来自一系列无线设备的UWB RF传输，然后播放到目标无线设备，评估其响应。
RFXpress灵活的自定义和其内建的标准一致性合成能力，为AWG产生激励信号提供了简便的文件生成工具，是一种强大的波形合成工具。
RFXpress可以从数据包组级合成WiMedia数据包波形，控制PLCP前置码、包头和PSDU数据净荷。
有效测试干扰
测试UWB接收机的干扰灵敏度一直被测试专家列为重大挑战，因此我们认真地考察一下这个问题。UWB信号涵盖的大型带宽自然会导致广泛的潜在窄带干扰源。带内干扰源和附近的带外干扰源都会导致问题。UWB设计通常不能选择陡峭的IF滤波器，这就需要更宽的测试带宽。几乎没有UWB链路是仅仅只被一个窄带信号干扰，所以在测试中，通常要求复杂的频谱测试环境，因此优化干扰性能问题尤其突出。
仿真严酷的充满干扰、涵盖极高带宽的频谱环境的成本可能会非常高。把多个信号源叠加在一起，以生成实际干扰环境的传统方法一般要求大量的信号源投资。
创建干扰测试信号的更好方法是使用AWG的超宽带宽和独特的软件工具，如RFXpress，使用一个AWG信号源合成整个频谱环境。可以在RFXpress中随机生成复杂的一系列窄带频谱干扰源，然后存储在AWG中。使用单台AWG就可以播放包含所需UWB信号的整个频谱环境，从而简便地判断设计在改善干扰灵敏度方面的效果。
RFXpress还可以控制泰克高速示波器，从而能够捕获和重放宽带信号。它可以精确播放实际信号频谱环境，评估不同设计在受控条件下的性能，复现实际频谱环境。
单个超宽带AWG可以代替许多昂贵的独立信号发生器，为评估UWB干扰灵敏度提供了更加经济、更加灵活的解决方案。
UWB频谱测量
UWB频谱测量给开发和测试工程师带来了某些不同寻常的挑战。
集成度高的UWB设备通常只允许从发射信号中进行频谱测量。内部测试点连接可能不可行，或可能反映不了超宽带天线的衰减特点。除这些问题外，发送信号可能位于噪底附近，要求非常灵敏的频谱分析仪或外部前置放大器。
装有UWB应用软件的DPO70000系列示波器同时测试WiMedia频段组每个频段的频谱模板，并进行ACPR测量。
法规要求测试UWB信号频谱需要50 MHz频谱测量分辨率带宽。UWB信号涵盖了多个宽带频谱，有部分需要牌照的信道被包含在这些频谱中，这些信道可以宽达50 MHz。因此，需要50 MHz的RBW，才能准确了解潜在的干扰风险。这一要求使许多流行的频谱分析仪无能为力，因为只有少量频谱分析仪才有这么宽的内部带宽。
示波器通常没有典型频谱分析仪的动态范围，一些测量的设置会更加麻烦。但是，高速示波器，如泰克DPO70000系列，拥有内部快速傅立叶变换（FFT）功能，其可以从捕获的时域信号中生成发射信号频谱曲线。此外，泰克DPO70000示波器带有UWB软件，可以自动对WiMediaUWB信号进行频谱模板测量。
UWB分析软件自动识别信号的TFC，选择要使用的相应频谱模板。然后软件确定信号是否通过模板测试，并计算总的积分信道功率。
一旦实现满足要求的UWB输出频谱，下一个测量问题通常是优化调制性能。
DPO70000示波器和UWB分析软件作为整套测量的一部分，自动识别这个MB-OFDM频谱图的TFC，为每个分析的数据包绘制曲线。
UWB调制测量
WiMedia的MB-OFDM UWB调制非常复杂，在检定性能时提出了多个挑战。
与在小频频范围上依赖杰出元件性能的许多窄带调制不同，超宽带元件特点可能会使UWB信号失真。例如，幅度平坦度、群时延变化和跳频毛刺都可能会使重要的链路性能劣化。从多频段信号中检测这些问题及其它问题，要求的功能远远超过了简单地捕获时域波形。
首先，必须为某个WiMedia信号确定相应的TFC。如果不知道被测设备的工作模式，可能很难识别正确的代码。幸运的是，泰克UWB分析软件利用DPO70000捕获的波形，自动识别信号的TFC、跳频序列和数据速率。UWB软件和拥有足够的带宽的DPO70000示波器，可以识别所有WiMedia频段组中的MB-OFDM信号，对于全球不同地区对UWB信号的法规要求，都可以简化相应的设备测试。
UWB 分析软件测量单个OFDM载波的星座图及EVM、数据速率和中心频率
然后，UWB分析软件可以查看详细的调制测量结果。该软件拥有强大的频域功能，可以确定信号是否通过三个频谱模板。它还独立测量频段组中每个频段的邻道功率比（ACPR），以及频段组中超出模板的数量和频段组外面超出模板的数量。
在确定频谱一致性后，可以使用矢量幅度误差（EVM）、峰值EVM、数据速率、中心频率、数据符号数和公共相位误差（CPE）评估调制质量。
UWB矢量幅度误差（EVM）的计算过程要比传统连续波测量复杂。UWB EVM包括使用信道估算（CE）符号进行初始信道估算，提供相位和定时的估值。这允许对导频的频率偏置估算应用校正，通过简单地选择CPE分析类型，更精确地进行测量。
泰克UWB分析软件可以简便地测量复杂的UWB信号属性，设计和生产领先的产品。
泰克适用于超宽带（UWB）测试最新产品系列
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