测距定位UWB技术应用课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《测距定位UWB技术应用课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 测距 定位 UWB 技术 应用 课件
- 资源描述:
-
1、 UWB超宽带无线通信技术超宽带无线通信技术及应用及应用 超宽带无线通信技术(超宽带无线通信技术(UWB) 1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述 2 UWB2 UWB无线通信技术原理无线通信技术原理3 UWB3 UWB通信的通信的技术特点技术特点4 UWB4 UWB技术的应用技术的应用1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述nUWB (Ultra Wide Band,) 技术被称之为 “ 超宽带 ” ,又称冲激无线电(Impulse Radio)技术。nUWB(Ultra Wide Band)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,通过在较宽的频谱
2、上传送极低功率的信号,UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率 1.1 什么是什么是 UWB1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述 1.1 什么是什么是 UWBUWB窄带相对带宽1%宽带1%相对带宽20%n超宽带技术UWB(Ultra Wide Band,超宽带)是一种无线载波通信技术。即不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽超宽带 绝对带宽 大于 500MHzn传统载波通信信号传统载波通信信号1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述调频调频 1.2 UWBUWB 与传统载波通信的区别与传统载波通
3、信的区别调调 幅幅n传统载波通信信号传统载波通信信号1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述数字调制数字调制 1.2 UWBUWB 与传统载波通信的区别与传统载波通信的区别nUWB 通信信号通信信号1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述 1.2 UWBUWB 与传统载波通信的区别与传统载波通信的区别1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述n超宽带(Ultra Wide Band, UWB)无线通信技术起源于20世纪60年代对微波网络冲激响应的研究n此后研究焦点主要集中在雷达系统,并一直被美国军方严格控制,利用占用频带极宽的超短基带脉冲进行通信,主要应用于军用的雷达,以
4、及低截获率/低侦测率的通信系统。 1.3 UWBUWB 技术背景技术背景1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述n自1998年起,FCC (美国联邦通信委员会)对超宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见,n2002年2月,这项无线技术首次获得了美国联邦通信委员会(FCC)的批准用于民用和商用通信,这项技术的市场前景开始受到世人的瞩目1.3 UWBUWB 技术背景技术背景n频谱范围规定 FCC对UWB系统所使用的频谱范围规定为3.1-10.6GHz,n功率谱密度规定 发射机的信号最高功率谱密度为41.3dBm/MHz,1 UWB1 UWB技术背景和
5、概述技术背景和概述1.3 UWB UWB 技术背景技术背景1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述1.3 UWB UWB 技术背景技术背景n为了避免对现有的通信系统带来干扰,必需将超宽带系统的发射功率限定在一定范围内,即在超宽带通信频率范围内的每个频率上都规定一个最大的允许功率,这个功率值一般通过辐射掩蔽(emission mask)来决定.n室内UWB设备辐射掩蔽n室外手持设备 FCC(美国联邦通信局):对UWB系统所使用的频谱范围规定规定规定: 绝对带宽大于500MHz相对带宽大于25%1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述1.3 UWB UWB 技术背景技术背景绝对带宽
6、是指信号功率谱最大值两侧某滚降点对应的上截止频率 与下截止频率之差。10dBHLBff注:注:纵坐标PSD(信号功率谱密度),单位是功率功率/Hz,所表现的是单位频带单位频带内信号功率随频率的变换情况功率随频率的变换情况。1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述1.3 UWB UWB 技术背景技术背景相对带宽是指绝对带宽与中心频率之比。由于超宽带系统经常采用无正弦载波调制的窄脉冲信号承载信息,中心频率并非通常意义上的载波频率,而是上、下截止频率的均值 。中心频率中心频率:HL2ff1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述1.3 UWB UWB 技术背景技术背景1.6 1.92.
7、4WIFI, Bluetooth 802.11bGPSPCS5WIFI802.11a-41 dBm/MHzUWB SpectrumFrequency (GHz)EmittedSignalPower10.63.11 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述1.3 UWB UWB 技术背景技术背景1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述1.3 UWB UWB 技术背景技术背景 1.4 UWBUWB与其它短距离无线技术的比较与其它短距离无线技术的比较UWB蓝牙WIFI802.11aWIFI802.11b速率(bps)最高达1G1M54M11M距离(米)10103080功率1毫瓦以下110
8、0毫瓦1瓦以上1瓦以上1 UWB1 UWB技术背景和概述技术背景和概述n脉冲无线电(Impulse Radio)是早期超宽带系统的代名词,专指采用冲激脉冲(超短脉冲)作为信息载体的非正弦载波无线电技术。n该技术有别于传统使用正弦载波的窄带无线系统,属于基带、无载波通信的范畴。2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.1 UWB UWB 使使用用基带窄基带窄脉冲波形脉冲波形n基带窄脉冲形式是UWB通信最早采用的信号形式,一般来说它的工作脉宽是纳秒级的n典型的UWB脉冲采用高斯双叶脉冲(Gaussian Doublet),这种脉冲因为生成容易而被经常使用n生成方法: 光电法,电子法
9、2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.1 UWB UWB 使使用用基带窄基带窄脉冲波形脉冲波形 单周期高斯脉冲2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理222222212( )2ttp tee 高斯脉冲宽度和频域带宽取决于参数, 的值越大,高斯脉冲越宽,相应的频域带宽就越小 2.1 UWB UWB 使使用用基带窄基带窄脉冲波形脉冲波形 222222244( )1ttwte高斯脉冲的一介导数2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.1 UWB UWB 使使用用基带窄基带窄脉冲波形脉冲波形nUWB技术常用的脉冲调制方式包括n脉位调制(PPM)n脉幅调制
10、(PAM)n二相调制(BPSK)2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.2 UWBUWB的的脉冲调制脉冲调制方式方式: 通过改变发射脉冲的时间间隔或发射脉冲相对于基准时间的位置来传递信息,它的优点就是简单,但是需要比较精确的时间控制。2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.2 UWBUWB的的脉冲调制脉冲调制方式方式 通过改变脉冲幅度的大小来传递信息,它可以改变脉冲幅度的极性,也可以仅改变脉冲幅度的绝对值大小。2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.2 UWBUWB的的脉冲调制脉冲调制方式方式 BPSK通过改变脉冲的正负极性来调制二元信息,
11、所有脉冲幅度的绝对值相同。使用二相调制的一个原因就是在抗噪性能上它有优于PPM的3dB增益。2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.2 UWBUWB的的脉冲调制脉冲调制方式方式n几种调制方式的比较几种调制方式的比较 PAM和PPM共同的优点: 可以通过非相干检测恢复信息。 可以通过多个幅度调制或多个位置调制提高信息传输速率。2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.2 UWBUWB的的脉冲调制脉冲调制方式方式 PAM和PPM共同的缺点:经过这些方式调制的脉冲信号将出现线谱。线谱不仅使超宽带脉冲系统的信号难于满足一定的频谱要求,而且会降低功率的利用率。 BPSK
12、则可以避免线谱现象,并且是功率效率最高的脉冲调制技术。对于功率谱密度受约束和功率受限的超宽带脉冲无线系统, BPSK是一种比较理想的脉冲调制技术。 2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.2 UWBUWB的的脉冲调制脉冲调制方式方式2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质,实现用户之间通信的技术扩频通信是将待传送的信息数据用扩频序列调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的扩频序列进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。 2.3 UWBUWB的多址及扩频的多址及扩频2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通
13、信技术原理 2.3 UWBUWB的扩频的扩频为什么要多址扩频为什么要多址扩频 2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理 2.3 UWBUWB的多址及扩频的多址及扩频实际的多址扩频技术有实际的多址扩频技术有: 跳时扩频 TH (Time Hopping)直接序列扩频 DS(Direct Squence)多址扩频的优点多址扩频的优点:u多址接入u隐蔽性和保密性好u抗干扰性强,误码率低2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理跳时扩频跳时扩频 2.3 UWBUWB的多址及扩频的多址及扩频2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理跳时扩频跳时扩频跳时扩频是用伪随机码去控
14、制信号的发送时刻,首先把时间轴分成许多时隙,在一帧内哪一个时隙发射信号由伪随机序列去控制。在发射端,发送的信号先暂存在一个缓存器中,待由伪随机码发生器控制的通断开关接通时,将缓存器中的发送数据输出,经过调制后的信号送到由伪随机码发生器控制的开关电路,然后以脉冲的形式发送出去,信息“1”和“0”采用不同的脉冲传输。在接收端,本地的伪随机码产生器生成与发射端完全一致的伪随机码控制两个选通门,然后经脉冲检测器检测后进行判决输出,从而得到传送的数据信息。 2.3 UWBUWB的多址及扩频的多址及扩频2.UWB2.UWB无线通信技术原理无线通信技术原理直接序列扩频直接序列扩频( )d t( )c t(
展开阅读全文