時(shí)間：2023-03-15 15:06:08
序論：在您撰寫(xiě)現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.13G技術(shù)不斷成熟
3G指的是第三代移動(dòng)通信，現(xiàn)階段全球范圍內(nèi)包括三種主流3G標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)科研人員通過(guò)不懈努力，成功研發(fā)出了國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)，即TD-SCDMA。這三類(lèi)技術(shù)有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，是3G技術(shù)的主流應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。3G網(wǎng)絡(luò)能夠在各類(lèi)蜂窩之間自由切換，可以在移動(dòng)的條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且可以應(yīng)用于大范圍傳輸，能夠傳送語(yǔ)音類(lèi)與數(shù)據(jù)類(lèi)訊息。
1.2寬帶固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)快速發(fā)展
寬帶固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)有諸多優(yōu)勢(shì)：帶寬高、建設(shè)速度快、接入手段靈活多變等。因此無(wú)線(xiàn)通信業(yè)越來(lái)越加大了對(duì)該技術(shù)的投入。然而也存在一些局限性，譬如高頻段的LMDS技術(shù)無(wú)法應(yīng)用于惡劣天氣條件下，而DDMS技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用帶寬受限，其發(fā)展受到了約束。正基于此，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中必須依照具體情況，有針對(duì)性地進(jìn)行應(yīng)用，最大化其特長(zhǎng)，規(guī)避其缺陷。
1.3藍(lán)牙技術(shù)成為新興的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)
遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)逐漸更新?lián)Q代，而近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)也在同步發(fā)展。現(xiàn)階段，人們隨身攜帶的通信工具，主要利用紅外線(xiàn)進(jìn)行傳輸，通過(guò)IRDA能夠避免長(zhǎng)距離電線(xiàn)電纜的麻煩，但仍然不便于利用。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成功地在短距離內(nèi)創(chuàng)建了公眾化的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。各種信號(hào)均可以借助接入點(diǎn)進(jìn)行傳輸，摒棄了傳統(tǒng)的電纜，而且被廣泛應(yīng)用于交互式短距離無(wú)線(xiàn)通信中。這就包括了電話(huà)會(huì)議、相機(jī)與電腦終端之間的圖像傳輸、不同家庭電器的遙控等。
1.4Wimax成為寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)新產(chǎn)物
Wimax科技正逐漸興起，其特點(diǎn)是遠(yuǎn)距離傳輸與高帶寬。通過(guò)Wimax，人們有效地構(gòu)建了城市之間、城鄉(xiāng)之間的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)。Wimax能夠覆蓋幾十公里以上，網(wǎng)絡(luò)速度達(dá)到了幾十M/s。所以有些科學(xué)家認(rèn)為，其遠(yuǎn)距離與高速傳輸服務(wù)也許會(huì)搶占3G通訊的市場(chǎng)份額。Wimax技術(shù)在運(yùn)營(yíng)開(kāi)支、傳輸速度和距離等層面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)越性，也許會(huì)成為一類(lèi)開(kāi)創(chuàng)產(chǎn)業(yè)新局面的科技。
1.5超寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)
超寬帶是一類(lèi)時(shí)域通信手段，其無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)比普通科技手段的帶寬高，有著高速率、開(kāi)支少、能耗少的優(yōu)勢(shì)。相比于傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)，這種技術(shù)無(wú)需載波，僅僅通過(guò)小周期的脈沖信號(hào)作為載體，以二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行傳輸。這種超寬帶信號(hào)的頻譜比較稀疏，信號(hào)強(qiáng)度是mW級(jí)別，能夠抵御強(qiáng)干擾信號(hào)。相比于CDMA框架，此通信系統(tǒng)更利于實(shí)現(xiàn)，僅需較少的開(kāi)支。
2未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)
2.1現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域技術(shù)互補(bǔ)性日益明顯
現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)種類(lèi)逐漸增多，每種都有各自的優(yōu)劣勢(shì)與適用場(chǎng)合。3G相對(duì)適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求，而無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號(hào)傳輸，超寬帶技術(shù)適合于近距離、超高速的無(wú)線(xiàn)通訊。所以在發(fā)展無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的歷程中，我們應(yīng)當(dāng)依照不同消費(fèi)者的個(gè)性化需求，甄選出最適合的無(wú)線(xiàn)通訊手段，使得無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)有著多元化未來(lái)，更好地處理移動(dòng)通信應(yīng)用中的各類(lèi)難題。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)仍會(huì)朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來(lái)仍有可能會(huì)孕育出更先進(jìn)的技術(shù)手段?，F(xiàn)階段的無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)應(yīng)用于受限條件下的高速度傳輸，其話(huà)音通訊性能仍然與公眾移動(dòng)通訊手段相距甚遠(yuǎn)。因此，我們應(yīng)著眼于未來(lái)，不斷挖掘其技術(shù)優(yōu)越性，彌補(bǔ)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用缺陷，以更好地服務(wù)大眾，同時(shí)避免資源浪費(fèi)。
2.2藍(lán)牙技術(shù)將革新現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信業(yè)的發(fā)展
在藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展大潮中，眾多企業(yè)都在探究和制造以藍(lán)牙技術(shù)為主導(dǎo)的電子產(chǎn)品，譬如某集團(tuán)研制了以藍(lán)牙技術(shù)為基礎(chǔ)的無(wú)線(xiàn)耳機(jī)等。芯片設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了在藍(lán)牙技術(shù)所需頻段內(nèi)的專(zhuān)用IC，同時(shí)配備了與之匹配的應(yīng)用硬件軟件套裝，便于其他客戶(hù)或應(yīng)用廠商可以快速掌握此芯片的應(yīng)用之道，并生產(chǎn)出以藍(lán)牙技術(shù)為本的新產(chǎn)品。除此之外，軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍(lán)牙技術(shù)的軟件，被廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍(lán)牙技術(shù)以無(wú)線(xiàn)方式連接成網(wǎng)絡(luò)，使人們可以自由地傳輸訊息。藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)生推動(dòng)了無(wú)線(xiàn)通信業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，并加大了對(duì)藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)發(fā)的投資力度。
2.3無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的融合趨勢(shì)
2.3.1無(wú)線(xiàn)技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)的融合
為了完成其計(jì)費(fèi)與檢測(cè)功能，短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中?，F(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在近些年來(lái)迎來(lái)了更快速的發(fā)展，愈來(lái)愈多的短距離無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)被應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)層面，譬如藍(lán)牙技術(shù)有效融合了短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)。
2.3.2移動(dòng)通信技術(shù)和無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)的融合
移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展成熟，與寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓寬，直接推動(dòng)了多種寬帶接入技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)了3G通訊技術(shù)的其他應(yīng)用。而且移動(dòng)通信技術(shù)和無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)互惠互利，并在4G時(shí)代完美地融合成一個(gè)健全的系統(tǒng)。
2.3.3現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與視頻等多媒體技術(shù)的融合
一是在移動(dòng)通信技術(shù)這一領(lǐng)域，我國(guó)的移動(dòng)通信技術(shù)在這些年時(shí)間以來(lái)得以出現(xiàn)快速的發(fā)展，其主要是在發(fā)展全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)3G狀態(tài)這一層面得以體現(xiàn)，那么我國(guó)在逐步發(fā)展的3G網(wǎng)絡(luò)背景下，這就存在著更加寬廣的應(yīng)用3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)平臺(tái)，在應(yīng)用的方向上也顯得更為眾多，已經(jīng)在人們的日常生活當(dāng)中深入，按照相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，當(dāng)前我國(guó)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)市場(chǎng)當(dāng)中，將近八成的是3G網(wǎng)絡(luò)，而且隨著社會(huì)的更進(jìn)一步的發(fā)展，其發(fā)展態(tài)勢(shì)還呈現(xiàn)出持續(xù)上升，特別是更為頻繁化的運(yùn)用商務(wù)市場(chǎng)，這也就體現(xiàn)出未來(lái)3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展體現(xiàn)出無(wú)限的潛力。
二是逐漸發(fā)展的藍(lán)牙技術(shù)。由于發(fā)展的藍(lán)牙技術(shù)比較適合的無(wú)線(xiàn)通信則是屬于短距離的，這項(xiàng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)就是現(xiàn)代化無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，那么在使用藍(lán)牙技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)將無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音當(dāng)成載體來(lái)實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線(xiàn)通信，藍(lán)牙技術(shù)的主要服務(wù)對(duì)象就是移動(dòng)與固定的終端設(shè)備，可以將傳輸數(shù)據(jù)與信息的服務(wù)提供給用戶(hù)，在實(shí)施傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中，最長(zhǎng)的傳輸距離是十米，傳輸頻段是2.4HGzISM，速率是1Mbps，因此適用的是通信是短距離。
三是日期發(fā)展的無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)。通常來(lái)說(shuō)，在如今我國(guó)實(shí)施的無(wú)線(xiàn)寬帶接入方式主要是以下幾種，第一種接入方式是多點(diǎn)微波接入技術(shù)，往往這項(xiàng)技術(shù)則是應(yīng)用在多項(xiàng)低頻波段當(dāng)中，并且也僅僅是局限在2.5GHz、3.5GHz、5.8GHz三種波段，這就導(dǎo)致存在比較小的應(yīng)用范圍；第二種接入方式就是紅外光通信接入，在進(jìn)行運(yùn)用這樣的接入技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，具備特別高的傳輸速度，導(dǎo)致保持在3MB/s至621MB/s的范圍之內(nèi)，還可以實(shí)現(xiàn)快速傳播數(shù)據(jù)，另外受到紅外線(xiàn)工作波段的影響，那么就導(dǎo)致傳輸能夠得到上百米的距離，另外還并不會(huì)影響別的通信系統(tǒng)，在接受與發(fā)射無(wú)線(xiàn)信號(hào)等方面使用的是光學(xué)儀器；第三種接入方式就是衛(wèi)星接入技術(shù)，這樣的寬帶接入技術(shù)其主要是在教育事業(yè)、房地產(chǎn)、金融等這些行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中運(yùn)用，借助于運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，以便可以實(shí)現(xiàn)快速分發(fā)數(shù)據(jù)包、快速接入互聯(lián)網(wǎng)等服務(wù)，其所具備的穩(wěn)定性顯得特別高，這些行業(yè)領(lǐng)域都比較親睞這種接入方式；第四種接入方式就是微波寬帶接入技術(shù)，在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)微波寬帶技術(shù)進(jìn)行使用的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該將其頻段保持在28GHz左右，借助于蜂窩式網(wǎng)絡(luò)布局，以便可以將受到傳輸距離導(dǎo)致的損耗降低，而且在這一過(guò)程當(dāng)中，這樣的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)比較還能夠?qū)l(fā)射無(wú)線(xiàn)通信的功率減少，實(shí)現(xiàn)近距離雙向傳輸語(yǔ)言、圖像、數(shù)據(jù)。
四是超寬帶技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)就是無(wú)線(xiàn)載波，借助于無(wú)線(xiàn)通信當(dāng)中比較小單位的納秒級(jí)別的非正弦型波載，通過(guò)脈沖這樣形式運(yùn)用來(lái)傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)，這一技術(shù)擁有特別寬的覆蓋頻譜，可以實(shí)現(xiàn)低功耗與低程序下的傳輸數(shù)據(jù)，因此廣泛的在諸多領(lǐng)域采用。
2當(dāng)前我國(guó)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
一是信息個(gè)人化方向。由于在當(dāng)前迅速發(fā)展的信息技術(shù)背景下，信息個(gè)人化這逐步發(fā)展成為一種主要的未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向之一，那么出現(xiàn)的移動(dòng)IP這項(xiàng)技術(shù)手段這也正是手段與方式推動(dòng)個(gè)人化信息發(fā)展，移動(dòng)IP技術(shù)能夠做到在手機(jī)上面應(yīng)用各種信息化實(shí)現(xiàn)，如今所出現(xiàn)的逐漸普及手機(jī)這也為這一發(fā)展的實(shí)施起到推動(dòng)作用，完美結(jié)合移動(dòng)智能網(wǎng)技術(shù)和IP技術(shù)勢(shì)必也會(huì)推動(dòng)快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)推動(dòng)全球個(gè)人通信，這也就顯示出即將到來(lái)信息個(gè)人化時(shí)代。
二是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)結(jié)構(gòu)的變革化。由于在持續(xù)發(fā)展的無(wú)線(xiàn)技術(shù)通信技術(shù)背景下，那么在未來(lái)的一段時(shí)間范圍內(nèi)無(wú)線(xiàn)技術(shù)通信技術(shù)變革化其主要是在高校頻譜的接入方面進(jìn)行表現(xiàn)，其主要是通過(guò)將無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)效率高、容量大等這些特點(diǎn)充分利用，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的頻譜增加，以便能夠?qū)崿F(xiàn)全面提升在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商之間使用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的效率，將更為快捷的服務(wù)提供給用戶(hù)。
認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電用戶(hù)必須不能干擾首要用戶(hù)（頻譜授權(quán)用戶(hù)）的正常工作，要保證首要用戶(hù)的可靠性通信，同時(shí)也要保證認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電用戶(hù)通信的可靠性，這就需要認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電控制發(fā)射功率，同時(shí)具有靈敏的頻譜空穴檢測(cè)能力和快速切換頻段的能力。通信的高可靠性是認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電要實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)目標(biāo)。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電這些特點(diǎn)有利于頻譜資源智能、高效、充分的利用，也是其區(qū)別于其他無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的重要特征。
二、認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電與寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的融合
認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電的關(guān)鍵技術(shù)有：頻譜監(jiān)測(cè)技術(shù)，自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)等。寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)主要有正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）、多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)、HARQ技術(shù)和AMC技術(shù)等。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電與寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的融合最主要的就是自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)結(jié)合、并輔以其它相關(guān)技術(shù)。OFDM系統(tǒng)是目前公認(rèn)的比較容易實(shí)現(xiàn)頻譜資源控制的傳輸方式。該調(diào)制方式可以通過(guò)頻率的組合或裁剪實(shí)現(xiàn)頻譜資源的充分利用，其與自適應(yīng)技術(shù)相結(jié)合，除了在傳統(tǒng)的時(shí)間域上自適應(yīng)外，還更容易利用多載波的頻率域，可以靈活控制和分配頻譜、時(shí)間、功率等資源，在結(jié)合MIMO系統(tǒng)的空間資源，根據(jù)用戶(hù)在不同的位置的不同傳輸條件，感知環(huán)境并且適應(yīng)環(huán)境，并不斷地跟蹤環(huán)境的變化，以合理利用資源、提高系統(tǒng)容量。自適應(yīng)頻譜資源分配的關(guān)鍵技術(shù)主要有:載波分配技術(shù)、子載波功率控制技術(shù)、多天線(xiàn)層資源分配算法和復(fù)合自適應(yīng)傳輸技術(shù)。
(1)載波分配技術(shù)。CR具有感知無(wú)線(xiàn)環(huán)境的能力。子載波分配就是根據(jù)用戶(hù)的業(yè)務(wù)和服務(wù)質(zhì)量要求，分配一定數(shù)量的頻率資源。檢測(cè)到的寬帶資源是不確定的，隨時(shí)間、空間、移動(dòng)速度等變化。OFDM系統(tǒng)具有裁剪功能，通過(guò)子載波的分配，即在頻段內(nèi)對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，信干噪比(SINR)較高的不規(guī)律和不連續(xù)子載波的頻譜資源進(jìn)行整合，按照一定的公平原則將頻譜資源分配給不同的用戶(hù)，確定每個(gè)子載波傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)量，選取相應(yīng)的調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配和利用。
(2)子載波功率控制技術(shù)。由于分配給用戶(hù)的功率和子載波數(shù)一般是成比例的，功率控制算法在經(jīng)典的“注水”算法的基礎(chǔ)上，有一系列的派生算法。這些算法追求的是功率控制的完備性和收斂性，既要不造成干擾又要使認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電有較好的通過(guò)率，且達(dá)到實(shí)時(shí)性的要求。事實(shí)上功率控制算法和子載波分配算法是密不可分的。這是因?yàn)樵谂袛嗄匙虞d波是否可以使用時(shí)，就要對(duì)現(xiàn)狀(空間距離、衰落)做出判斷，同時(shí)還需要計(jì)算出可分配的功率大小，對(duì)于一個(gè)用戶(hù)如果速率一定，如子載波數(shù)目增加所需的功率就會(huì)下降。
三、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：超寬帶（UWB）脈形調(diào)制（PSM）正交改進(jìn)型hermite脈沖
超寬帶（UltraWideBand）作為一種新型的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與傳統(tǒng)的通信方式相比有著很大的區(qū)別。由于它不需使用載波電路，而是通過(guò)發(fā)送納秒級(jí)脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此該技術(shù)具有發(fā)射和接收電路簡(jiǎn)單、功耗低、對(duì)現(xiàn)存通信系統(tǒng)影響小、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，此外它還具有多徑分辨能力強(qiáng)、穿透力強(qiáng)、隱蔽性好、系統(tǒng)容量大、定位精度高等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)FCC的規(guī)定，從3.1GHz～10.6GHz之間的7.5GHz帶寬頻率都將作為UWB通信設(shè)備所使用。但出于對(duì)現(xiàn)存無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)影響的考慮，UWB的發(fā)射功率被限制在1mW/MHz以下。
UWB是一種可以為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)LAN、個(gè)人域網(wǎng)PAN的接口卡和接入技術(shù)帶來(lái)低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。它解決了困擾傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)多年的重大難題，開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有對(duì)信道衰落特性不敏感、發(fā)射信號(hào)功率普密度低、不易被截獲、復(fù)雜度不高等眾多優(yōu)點(diǎn)的傳輸技術(shù)。該技術(shù)尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無(wú)線(xiàn)接入和軍事通信應(yīng)用中。
圖1
1基本概念
超寬帶（UWB）又被稱(chēng)為脈沖無(wú)線(xiàn)電（ImpulseRadio）,具體定義為相對(duì)帶寬（信號(hào)帶寬與中心頻率的比）大于25%的信號(hào)，即：
Bf=B/fc=(fh-fl)/[(fh+fl)/2]>25%(1)
或者是帶寬超過(guò)1.5GHz。實(shí)際上UWB信號(hào)是一種持續(xù)時(shí)間極短、帶寬很寬的短時(shí)脈沖。它的主要形式是超短基帶脈沖，寬度一般在0.1～20ns，脈沖間隔為2～5000ns，精度可控，頻譜為50MHz～10GHz，頻帶大于100%中心頻率，典型點(diǎn)空比為0.1%。
傳統(tǒng)的UWB系統(tǒng)使用一種被稱(chēng)為“單周期（monocycle）脈形”的脈沖。一般情況下，通過(guò)隨道二極管或者水銀開(kāi)關(guān)產(chǎn)生。在計(jì)算機(jī)仿真中用高斯脈沖來(lái)近似代替它。由于天線(xiàn)對(duì)脈沖的影響不同，所以可以假設(shè)發(fā)送脈沖為：
而接收端收到的信號(hào)為：
tc是脈沖的時(shí)移，2tau為脈沖的寬度。圖1給出了發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)域脈形。
2UWB的性能特點(diǎn)
超寬帶有別于其它現(xiàn)存的一些通信技術(shù)，其最根本的區(qū)別在于無(wú)需載波，大大降低了發(fā)射和接收設(shè)備的復(fù)雜性，從根本上降低了通信的成本。
UWB的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下八個(gè)方面：
（1）無(wú)需載波，發(fā)送和接收設(shè)備簡(jiǎn)單。由于UWB信號(hào)是一些超短時(shí)的脈沖，其頻率很高，所以它不象傳統(tǒng)的基帶信號(hào)那樣需要將其調(diào)制到某個(gè)發(fā)射頻率上才能在信道中傳輸。因此，必然會(huì)使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。
圖2
（2）功耗低。由于UWB信號(hào)無(wú)需載波，工作在頻譜的電子噪聲波段，所以它只需要很低的電源功率。一般UWB系統(tǒng)只需要50～70mW的電源，而這只是移動(dòng)電話(huà)的百分之一，藍(lán)牙技術(shù)的十分之一。
（3）傳輸速率高。極寬的帶寬使UWB具有很高的傳輸速率，一般情況下，其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bps～1Gbps。美國(guó)英特爾公司于2002年4月在“IDF2002SpringJapan”上對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了演示，在數(shù)米的距離內(nèi)傳輸速率可達(dá)100Mbps。
（4）隱蔽性好，安全性高。由于UWB信號(hào)的帶寬很寬，且發(fā)射功率很低，這必然使該項(xiàng)通信技術(shù)具有低截獲能力LPD（LowProbabilityofDetection）的優(yōu)點(diǎn)。另外超寬帶還采用了跳時(shí)TH（TimeHopping）擴(kuò)頻技術(shù)，接收端必須在知道發(fā)射端擴(kuò)頻碼的條件下才能解調(diào)出發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。
（5）多徑分辨能力強(qiáng)。從時(shí)域角度看，超寬帶系統(tǒng)采用脈沖寬度為幾納秒的窄信號(hào)，因此具有很高的時(shí)間分辨力，相應(yīng)的多徑分辨率小于幾十厘米；從頻域的角度分析，由于UWB信號(hào)的帶寬極寬，所以信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)頻率選擇性衰落出現(xiàn)是一定的。然而正是因?yàn)闃O寬的帶寬，多徑衰落只在某些頻點(diǎn)處出現(xiàn)，從整體上考慮，衰落掉的能量只是信號(hào)總能量很小的部分，所以該技術(shù)在抗多徑方面仍具有魯棒性。
（6）系統(tǒng)容量大。香農(nóng)公式給出
C=Blog2(1+S/N)(4)
可以看出，帶寬增加使信道容量的升高遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)功率上升所帶來(lái)的效應(yīng)，這一點(diǎn)也正是提出超寬帶技術(shù)的理論機(jī)理。
（7）高精度的距離分辨力。由于超寬帶定位設(shè)備的時(shí)間抖動(dòng)小于20ps，如果采用GPS相同的工作原理和算法，相應(yīng)的距離不確定性小于1cm。而在實(shí)際應(yīng)用中，超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)使用的超窄脈沖信號(hào)，其距離分辨率小于30cm。
（8）穿透能力強(qiáng)。在具有相同帶寬的無(wú)線(xiàn)信號(hào)中，超寬帶的頻率最低，因此，它在具有大容量和高距離分辨率的同時(shí)相對(duì)于毫米波信號(hào)具有更強(qiáng)的穿透能力。
3UWB信號(hào)的調(diào)制方式
UWB的調(diào)制方式有許多，以脈沖調(diào)制PPM（PulsePositionModulation）為例作為一個(gè)舉例分析。
首先定義一個(gè)單周期脈形：
s(k)代表信號(hào)kth,w(t)為傳輸?shù)膯沃芷诿}沖。
將其移至每一幀的開(kāi)始：
Tf代表脈沖重復(fù)周期，j表示第j個(gè)單脈沖。
加入偽隨機(jī)跳時(shí)碼：
最后加入調(diào)制數(shù)據(jù)：
其中，d(k)是信息數(shù)據(jù)，δ為時(shí)移。為了滿(mǎn)足多用戶(hù)的需求，提高通信的安全性和對(duì)系統(tǒng)功率譜密度PSD（PowerSpectralDensity）的考慮，引入了跳時(shí)碼，下面就從功率譜密度的角度來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題。
假設(shè)采用圖1（a）給出的高斯單脈沖作為發(fā)送信號(hào)，且只是一串周期性的脈沖序列，由于時(shí)域信號(hào)的周期性導(dǎo)致其頻域出現(xiàn)了強(qiáng)烈的能量類(lèi)峰，這些類(lèi)峰將對(duì)現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)造成干擾。因此需要采取某種措施將其平滑。如果采用PPM調(diào)制對(duì)脈沖的位置做出調(diào)整，可以看到：由于調(diào)制的置亂效果，頻域的尖峰得到了一定的控制，但此時(shí)仍比較明顯。為了進(jìn)一步降低類(lèi)峰的幅度，引入跳時(shí)碼，這樣發(fā)送信號(hào)的功率譜就會(huì)得到進(jìn)一步的平滑，幾乎近似于背景噪聲，這也正是UWB系統(tǒng)能與現(xiàn)存無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)并存的原因之一。圖2給出了上述不同信號(hào)的PSD圖和引入跳時(shí)碼后的時(shí)域波形。
除PPM外，UWB信號(hào)還可以采用脈幅調(diào)制PAM（PulseAmplitudeModulation），開(kāi)關(guān)鍵OOK（On-OffKey）和二相移鍵控BPSK（Bi-PhaseShiftKey）等。在接收端，單脈沖信號(hào)可以通過(guò)相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)可靠接收。實(shí)際應(yīng)用中常使用相關(guān)器（correlator），它用準(zhǔn)備好的模板波形乘以接收到的射頻信號(hào)，再積分就得到一個(gè)直流輸出電壓。相關(guān)器輸出的是接收到的單周期脈沖和模板波形的相對(duì)時(shí)間位置差，從輸出中尋找時(shí)間位置差為0的即為要接收的信號(hào)。
為了追求更高效率的信息傳輸，近來(lái)人們提出了一種新型脈沖調(diào)制方式——脈形調(diào)制PSM（PulseShapeModulation）。PSM就是對(duì)脈沖的形狀進(jìn)行調(diào)制從而實(shí)現(xiàn)信息的載荷，因此脈沖形狀的選擇是十分重要的。它的提出得益于人們對(duì)hermite多項(xiàng)式的研究。由于hermite多項(xiàng)式的數(shù)學(xué)表達(dá)式與高斯單脈沖很接近，而且隨著階數(shù)的變化，波形的持續(xù)時(shí)間不會(huì)有很大的變化，因此人們便想到了用hermite多項(xiàng)式數(shù)的變化產(chǎn)生形狀各異的脈沖，實(shí)現(xiàn)多元化的調(diào)制。為了尋求正交的波形，需對(duì)hermite多項(xiàng)式進(jìn)行修正，即：
經(jīng)過(guò)改動(dòng)之后，便可以得到彼此正交的各階hermite多項(xiàng)式了。這時(shí)可以在發(fā)送端同時(shí)發(fā)送n個(gè)不同形狀的單脈沖，正交性使其互不干擾，接收端用相關(guān)接收技術(shù)即可把每一個(gè)信號(hào)分離出來(lái)。
圖3給出了改進(jìn)型hermite多項(xiàng)式時(shí)域波形。與此同時(shí)還可以通過(guò)搭建simulink電路得到想要的各階hermite多項(xiàng)式脈沖。如圖4給出了搭建電路和仿真波形。在simulink電路中，Hermite多項(xiàng)式的階數(shù)由脈沖階數(shù)單元控制，示波器1、2給出相應(yīng)階數(shù)和相應(yīng)階數(shù)減1階的hermite脈形。
傳輸效率的提高帶來(lái)系統(tǒng)性能的下降，這是許多系統(tǒng)所不能容忍的，因此需要進(jìn)行編碼。首先在形域采用BCH（7，4）對(duì)信號(hào)編碼，這樣一來(lái)傳輸速率是單脈沖的4倍，而誤碼性能則與單脈沖基本相同，隨后在時(shí)域?qū)π畔M(jìn)行BCH（31，11）編碼，使性能進(jìn)一步提高，最后還可以在時(shí)域和形域聯(lián)合編碼，誤碼性能會(huì)得到大幅度的改善，而傳輸效率仍然高于單脈沖系統(tǒng)。性能曲線(xiàn)如圖5所示。
4應(yīng)用前景和發(fā)展方向
憑借自身的眾多優(yōu)勢(shì)，超寬帶技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，UWB首先在美國(guó)軍方和政府部門(mén)得到了實(shí)質(zhì)性關(guān)注，并迅速應(yīng)用于美國(guó)軍隊(duì)的無(wú)線(xiàn)電臺(tái)組網(wǎng)（Adhoc）和高精度雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)中。2002年2月FCC準(zhǔn)許UWB技術(shù)進(jìn)入民用領(lǐng)域，條件是：“在發(fā)送功率低于美國(guó)放射噪音規(guī)定值-41.3dBm/MHz（換算成功率則為1mW/MHz）的條件下，可將3.1G～10.6GHz的頻帶用于對(duì)地下和隔墻之物進(jìn)行掃描的成像系統(tǒng)、汽車(chē)防撞雷達(dá)以及在家電終端和便攜式終端間進(jìn)行測(cè)距和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信”。盡管該技術(shù)在應(yīng)用中有如此多的限制，但它仍受到廣大電信開(kāi)發(fā)商的青睞。TimeDomain和MultispectralSolutions等公司已經(jīng)向IEEE-802.15委員會(huì)提出了采用超寬帶技術(shù)的議案，眾多公司的研究部門(mén)乃至學(xué)校也都將該技術(shù)的研究提到了日程中來(lái)。許多現(xiàn)已成熟的技術(shù)紛紛與UWB進(jìn)行結(jié)合，如UWB-OFDM、UWB-Adhoc、UWB-Wavelet、UWB-Neuralnetwork等，有的公司甚至已經(jīng)利用這些技術(shù)生產(chǎn)出了實(shí)際的民用產(chǎn)品。
圖4
筆者把超寬帶技術(shù)的應(yīng)用歸納為短距離無(wú)線(xiàn)通信、雷達(dá)探測(cè)和精確定位三個(gè)最主要的方面。其中在短距離無(wú)線(xiàn)通信中可用于密文傳送、音/視頻流傳輸、射頻標(biāo)簽識(shí)別以及無(wú)中心自紡織網(wǎng)絡(luò)（Adhoc）的物理層等領(lǐng)域；雷達(dá)方面主要用作防撞雷達(dá)檢測(cè)、精密測(cè)高學(xué)、穿墻成像和探地雷達(dá)系統(tǒng)；精確定位則可用于資源跟蹤和全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositionSystem）。由此可見(jiàn)，UWB技術(shù)的背后蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)。
當(dāng)然，超寬帶技術(shù)若要真正用于人們的日常生活，還有許多極具挑戰(zhàn)性的課題，這也是超寬帶技術(shù)近來(lái)乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)研究和發(fā)展的方向。
（1）建立時(shí)域內(nèi)的超寬帶無(wú)線(xiàn)電發(fā)射器的模型，從時(shí)域角度設(shè)計(jì)天線(xiàn)的傳輸函數(shù)；
（2）研究超寬帶信號(hào)產(chǎn)生和基本功能的優(yōu)化；
（3）研究低電平趕寬帶無(wú)線(xiàn)電信號(hào)集合而千萬(wàn)的干擾，有效平衡功率和通信范圍的關(guān)系；
（4）超寬帶跳時(shí)碼的研究；
（5）研究移動(dòng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和路由協(xié)議，將超寬帶技術(shù)應(yīng)用于分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、盲捕獲和自配置功能中；研究適用于超寬帶類(lèi)似于“藍(lán)牙”系統(tǒng)的組網(wǎng)協(xié)議；
（6）研究基于超寬帶無(wú)線(xiàn)電傳輸技術(shù)的無(wú)線(xiàn)IP協(xié)議；
（7）研究超寬帶無(wú)線(xiàn)電的測(cè)試技術(shù)，包括傳輸信道的測(cè)試、估計(jì)、信道模型等。
1.1超寬帶無(wú)線(xiàn)信號(hào)的調(diào)制方式。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)相比，有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。通常情況下，超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)制方式主要有以下這兩種方式。
1.1.1基帶窄脈沖方式。
基帶窄脈沖方式是超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的一種主要信號(hào)調(diào)制方式，這種信號(hào)調(diào)制方式主要是通過(guò)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生基帶窄脈沖序列來(lái)進(jìn)行通信，超寬帶無(wú)線(xiàn)通信過(guò)程中所采用的脈沖信號(hào)寬度非常窄，通常都是納秒級(jí)與亞納秒級(jí)，其信號(hào)調(diào)制主要經(jīng)歷了脈沖位置調(diào)制以及二進(jìn)制移相健控等方式來(lái)對(duì)攜帶信息，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信。整個(gè)信號(hào)的具體調(diào)制過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟，首先在發(fā)送端由發(fā)射機(jī)發(fā)射脈沖信號(hào)，之后調(diào)制器將發(fā)射機(jī)中發(fā)射出來(lái)的脈沖信號(hào)采用待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖振幅調(diào)制，也可以是脈沖位置調(diào)制。在調(diào)制完成之后，將其與跳時(shí)碼發(fā)生器中所生成的偽隨機(jī)碼，共同送入帶可編程的延遲電路中，從而產(chǎn)生時(shí)延控制脈沖信號(hào)發(fā)生器的具體發(fā)生時(shí)刻，最終完成信號(hào)的調(diào)制與發(fā)射。而在信號(hào)的接受端，則是將傳來(lái)的超寬帶無(wú)線(xiàn)信號(hào)收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理之后送入帶基帶信號(hào)處理電路中，這樣就能夠根據(jù)時(shí)延產(chǎn)生的本地模塊波形接收到信號(hào)相?；鶐д}沖方式整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且還具有很強(qiáng)的多徑信號(hào)分辨能力，因此被廣泛應(yīng)用與通信領(lǐng)域中。
1.1.2載波調(diào)制方式。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中的載波信號(hào)調(diào)制方式，主要是根據(jù)基帶窄脈沖方式而提出了一種信號(hào)調(diào)制方式。這種信號(hào)調(diào)制方式，主要是將單脈沖信號(hào)中所占據(jù)的頻譜分解成多個(gè)子頻帶，不同的脈沖信號(hào)在同一個(gè)脈沖寬度中將會(huì)產(chǎn)生不同的周期，從而對(duì)應(yīng)了不同的中心頻率。這種信號(hào)調(diào)制方式與基帶窄脈沖方式相比，能夠?qū)㈩l譜資源利用的更加靈活，并且效率也能夠得到提升，因此如今的超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)一般都是采用這種信號(hào)調(diào)制方式。
1.2超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
1.2.1帶寬大且傳輸速率高。
超寬帶無(wú)線(xiàn)信號(hào)在傳輸過(guò)程主要是采用脈沖為信息載體，因此持續(xù)的時(shí)間非常短，所占用的帶寬一般都在1~10GHz，因此其具有非常寬的頻率帶寬來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，在傳輸中只需要與其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)共享頻帶就能夠?qū)崿F(xiàn)通信。超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在通信領(lǐng)域中的傳輸速率能夠達(dá)到幾十Mbit/s~幾百M(fèi)bit/s。
1.2.2功耗小。
因?yàn)閭鹘y(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)都需要連續(xù)發(fā)射載波才能夠?qū)崿F(xiàn)通信，所以消耗的電能比較大，但是在超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中發(fā)射的是脈沖電波，并且不需要連續(xù)發(fā)射，只有在需要的時(shí)候才發(fā)射，其耗電量只有傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的1/100~1/1000。
1.2.3抗干擾能力強(qiáng)。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在通信的過(guò)程中，采用的是跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，在信號(hào)發(fā)射的過(guò)程中能夠?qū)o(wú)線(xiàn)電脈沖信號(hào)分散到寬闊的頻帶中，其輸出功率非常的小，而在信號(hào)接收的過(guò)程中將原信號(hào)能量都還原出來(lái)，并且還能夠在解擴(kuò)的過(guò)程中將產(chǎn)生的擴(kuò)頻進(jìn)行增益。因此超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相比，具有非常強(qiáng)的抗干擾能力。同時(shí)因?yàn)槌瑢拵o(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在信號(hào)發(fā)射的過(guò)程中所產(chǎn)生的功率非常小，因此在與其他無(wú)線(xiàn)通信共享帶寬的過(guò)程中也不會(huì)產(chǎn)生干擾，能夠與其它的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)共同實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。
1.2.4保密性強(qiáng)。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，還具有非常強(qiáng)的保密性能。超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的保密性強(qiáng)主要的因素有兩個(gè)。首先，超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在信號(hào)發(fā)射時(shí)采用的是跳時(shí)擴(kuò)頻，并且接收機(jī)只有具備與發(fā)送端相應(yīng)的脈沖序列才能夠解讀發(fā)射數(shù)據(jù)。其次就是系統(tǒng)的發(fā)射頻率低，被竊取的概率小，傳統(tǒng)的信號(hào)接收方式根本無(wú)法接收到超寬帶無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中發(fā)射的信號(hào)。
二、通信領(lǐng)域中超寬帶無(wú)線(xiàn)的應(yīng)用
2.1個(gè)域網(wǎng)中的超寬帶無(wú)線(xiàn)的應(yīng)用。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)具有傳輸速率高且發(fā)射功率低等特點(diǎn)，因此在通信領(lǐng)域中能夠?yàn)橛脩?hù)提供無(wú)線(xiàn)外設(shè)訪問(wèn)功能，并且其供應(yīng)速度也非?？臁＿@樣用戶(hù)也在使用的過(guò)程中，就能夠音頻與文化信息進(jìn)行快速傳輸，因此將超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用與個(gè)域網(wǎng)中，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。比如在工作與生活當(dāng)中，可以充分利用超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)將攝像機(jī)中視頻轉(zhuǎn)移到個(gè)人的電腦中，利用超寬帶無(wú)線(xiàn)通信能夠以極快的傳輸速率實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。
2.2無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中的超寬帶無(wú)線(xiàn)的應(yīng)用。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)不僅擁有非?？斓膫鬏斔俾剩瑫r(shí)還具有成本低以及耗能小等特點(diǎn)。而在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中，傳感器一般只有在一些比較特殊的地方才會(huì)使用，因此一般都是采用無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞絹?lái)進(jìn)行，并且無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)內(nèi)的通信必須要具備耗能小且成本低等特點(diǎn)，能夠讓無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)更好的運(yùn)行。因此在這樣的一種情況下，將超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中，能夠幫助無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)更好的工作。
2.3軍事通信中超寬帶無(wú)線(xiàn)的應(yīng)用。
在軍事通信領(lǐng)域中，其通信的保密性必須要非常強(qiáng)，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)軍事信息的泄露，將會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。而超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的信號(hào)頻譜非常寬、發(fā)射功率小以及功率譜密度低，在傳輸?shù)倪^(guò)程中很難檢測(cè)到，在接受的過(guò)程中也需要有與發(fā)送機(jī)相應(yīng)的脈沖序列才能夠解讀數(shù)據(jù)，因此具有非常良好的保密性能。同時(shí)超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在通信的過(guò)程中，不需要聯(lián)系發(fā)送信號(hào)，超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的信號(hào)屬于突發(fā)信號(hào)，從而使得通信過(guò)程中的保密性能進(jìn)一步提升。再加上超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)還具有非常強(qiáng)的抗干擾能力以及耗能少等特點(diǎn)，使得超寬帶無(wú)線(xiàn)通信在軍事通信領(lǐng)域中應(yīng)用，具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。
2.4智能交通系統(tǒng)中超寬帶無(wú)線(xiàn)的應(yīng)用。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)除了具備以上的相關(guān)特點(diǎn)之外，這種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在通信領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用還具有良好的定位與搜索功能。將超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中的這兩種功能結(jié)合起來(lái)，能夠制造出一種防碰與防障礙物的車(chē)用雷達(dá)。在汽車(chē)駕駛的過(guò)程中，通過(guò)這種雷達(dá)就能夠精確的分布出汽車(chē)周?chē)恼系K物以及車(chē)輛，從而降低交通事故的發(fā)生幾率。將超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的特點(diǎn)應(yīng)用進(jìn)行智能交通系統(tǒng)中，不僅能夠在車(chē)內(nèi)轉(zhuǎn)上特有的雷達(dá)來(lái)降低交通事故，同時(shí)還能夠?qū)⒔煌ㄖ械恼九_(tái)裝置與車(chē)輛裝置整合起來(lái)形成一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛的隨時(shí)定位、車(chē)速的測(cè)量以及車(chē)輛在形式過(guò)程中的道路信息等。因此將超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行智能交通系統(tǒng)中，能夠進(jìn)一步促進(jìn)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。
2.5超寬帶無(wú)線(xiàn)通信在成像系統(tǒng)的應(yīng)用。
超寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，還具有非常強(qiáng)的穿透性能，超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)所發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電脈沖具有很強(qiáng)的穿透性能，在應(yīng)用的過(guò)程中能夠形成很強(qiáng)的樓層作用以及穿墻作用，因此將超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用在成像系統(tǒng)中同樣有顯著的效果。比如說(shuō)將利用超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的這種特點(diǎn)，制造成穿墻雷達(dá)，就能夠在防爆活動(dòng)以及現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，將敵人的位置進(jìn)行定位。同時(shí)還能夠用于礦產(chǎn)的探測(cè)，并且如果發(fā)生了各種災(zāi)難災(zāi)害之后，還能夠?qū)⑦@種技術(shù)用于搜救遇難人員等。由此可以看出，超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在通信領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用，有很大的優(yōu)勢(shì)。
三、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：3G視頻通信H.264/AVC容錯(cuò)技術(shù)
傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞比特流的概念組織的。實(shí)際上用于傳送數(shù)字視頻的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并不適合直接傳輸比特流。在許多網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，比特流需要拆分為數(shù)據(jù)分組。這些分組的特性，如最小/最大尺寸、相關(guān)開(kāi)銷(xiāo)和差錯(cuò)屬性等在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)間、甚至在某個(gè)給定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)也是很不相同的。假如視頻編碼器自身能和網(wǎng)絡(luò)特性很好的匹配，將能夠獲得更好的視頻QoS。問(wèn)題是如何容錯(cuò)地支持易差錯(cuò)的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)？為了解決無(wú)線(xiàn)移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸，我們將采用如前向糾錯(cuò)編碼及支持差錯(cuò)復(fù)原的視頻壓縮編碼技術(shù)來(lái)解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環(huán)境下通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臈l帶長(zhǎng)度使H.264編解碼器和無(wú)線(xiàn)移動(dòng)信道的網(wǎng)絡(luò)特性得到很好的匹配，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)信道視頻的容錯(cuò)傳輸。H.264標(biāo)準(zhǔn)適用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕蛑痪褪窃诟拍钌戏譃閮蓪樱阂曨l編碼層VCL(VideoCodingLayer)和網(wǎng)絡(luò)抽象層NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示，它被設(shè)計(jì)成盡可能獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，NAL負(fù)責(zé)對(duì)編碼信息進(jìn)行打包封裝并通過(guò)指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼類(lèi)型，即SP幀和SI幀來(lái)完成不同流的切換，可以根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)終端的具體情況自適應(yīng)地在不同碼率的視頻流之間切換，這大大改善了視頻流對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。
一、3G視頻通信中容錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用
3G通信技術(shù)的出現(xiàn)使對(duì)話(huà)式無(wú)線(xiàn)視頻業(yè)務(wù)成為可能，雖然3G網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)環(huán)境下的帶寬可達(dá)384kbps，在靜止環(huán)境下的帶寬可以達(dá)到2Mbps，但是由于信道衰減、建筑物遮擋、終端移動(dòng)、多用戶(hù)干涉等原因影響，使得信道是時(shí)變且高誤碼的，因此，在3G網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻流時(shí)，僅僅追求高的壓縮效率是不夠的，必須有一定的容錯(cuò)和錯(cuò)誤掩蓋措施。最新的3GPP/3GPP2標(biāo)準(zhǔn)要求3G終端支持H.264/AVC視頻編解碼技術(shù)，同時(shí)由于硬件的限制，3G終端只支持部分H.264/AVC的容錯(cuò)工具。H.264中雖然提供了一些容錯(cuò)工具，但是它們有各自不同的用途和目的，即在不同的場(chǎng)合需要選擇不同的組合來(lái)使用。
1.1錯(cuò)誤隱藏技術(shù)由于錯(cuò)誤隱藏技術(shù)能夠利用接收到的數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，因此一般都應(yīng)用在解碼器端。在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，解碼器的這種能力尤其重要，因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中誤碼率高，很多RTP包在傳輸中被網(wǎng)關(guān)或者路由器丟棄，而這些丟失的數(shù)據(jù)又必須在解碼器端根據(jù)空間和時(shí)間上的相關(guān)性來(lái)恢復(fù)。錯(cuò)誤隱藏技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法也很多，在JVT參考軟件中，就使用了一種空間相關(guān)性的方法，即使用被丟失宏塊周?chē)?個(gè)宏塊來(lái)恢復(fù)被丟失的數(shù)據(jù)，其選用的標(biāo)準(zhǔn)是使恢復(fù)后邊緣數(shù)據(jù)的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。這種方法的效果雖不是最好，但是計(jì)算簡(jiǎn)單有效。
1.22Slice結(jié)構(gòu)為了滿(mǎn)足MTU大小的要求，在3G網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸中對(duì)視頻進(jìn)行分片壓縮顯得尤其重要。經(jīng)過(guò)分片壓縮后的視頻中每個(gè)RTP包中包含一個(gè)片，一般每個(gè)slice中包含一個(gè)或者幾個(gè)宏塊，并以RTP包的大小滿(mǎn)足MTU的要求為準(zhǔn)。
1.3幀內(nèi)編碼塊刷新由于幀內(nèi)編碼不依賴(lài)時(shí)間上相鄰幀的數(shù)據(jù)，所以幀內(nèi)編碼塊能有效地阻止由于包丟失甚至幀丟失而引起的錯(cuò)誤傳播。對(duì)于對(duì)話(huà)式視頻業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，由于實(shí)時(shí)性要求高，而且I幀刷新的頻率較低，因此可以用幀內(nèi)編碼塊來(lái)部分代替I幀的作用。H.264／AVC提供了兩種幀內(nèi)編碼塊刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一種是隨機(jī)模式，即用戶(hù)可以選擇幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目，而由編碼器隨機(jī)決定哪些哪些位置上的宏塊實(shí)行幀內(nèi)編碼；另一種是行刷新模式，即編碼器在圖像中依次選擇一行進(jìn)行幀內(nèi)編碼，但圖像分辨率大小不同，每次需要幀內(nèi)編碼塊的數(shù)目也不同，例如在QCIF格式圖像中，每次需要選擇一行，即11個(gè)宏塊進(jìn)行幀內(nèi)編碼，而在CIF格式圖像中，這個(gè)數(shù)字變成22。
1.4參數(shù)集(ParameterSets)H.264標(biāo)準(zhǔn)中，取消了序列層和圖像層，將原本屬于序列和圖像頭部的大部分句法元素分離出來(lái)形成序列參數(shù)集SPS(SequenceParameterSet)和圖像參數(shù)集PPS(PictureParame2terSet)。序列參數(shù)集包括了與一個(gè)圖像序列有關(guān)的所有信息，如編碼所用的檔次和級(jí)別、圖像大小等，應(yīng)用于視頻序列。圖像參數(shù)集包含了屬于一個(gè)圖像的所有片的信息，如嫡編碼方法、FMO，宏塊到片組的映射方式等，應(yīng)用視頻序列中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的圖像。多個(gè)不同序列參數(shù)集和圖像參數(shù)集被解碼器正確接收后，被存儲(chǔ)于不同的己編碼位置，解碼器依據(jù)每個(gè)己編碼片的片頭的存儲(chǔ)位置選擇合適的圖像參數(shù)集來(lái)使用。
1.5冗余片(RedundantSlice)H.264編碼器除了對(duì)片內(nèi)的宏塊進(jìn)行一次編碼外，還可以采用不同的編碼參數(shù)對(duì)同一個(gè)宏塊進(jìn)行一次或多次編碼，生成冗余片，冗余片的信息也被編碼進(jìn)同一個(gè)視頻流中。解碼器在能夠使用主片的情況下會(huì)拋棄冗余片，反之如果主片丟失，也可以通過(guò)冗余片來(lái)重構(gòu)質(zhì)量。
1.6靈活的宏塊排序(FMO)FMO技術(shù)通過(guò)片組(slicegroup)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。片組是由一個(gè)或者多個(gè)片組成，而每個(gè)片中通常包括一系列的宏塊。采用FMO進(jìn)行視頻編碼的好處在于，可以使因信道傳輸而引起的錯(cuò)誤分散。具體實(shí)施方法是：幀圖中的宏塊可以組成一個(gè)或幾個(gè)片組，每一個(gè)片組單獨(dú)傳輸，當(dāng)一個(gè)片組發(fā)生丟失時(shí)，可以利用與之臨近的已經(jīng)正確接收到的另一片組中的宏塊進(jìn)行有效的錯(cuò)誤掩蓋。片組組成方式可以是矩形方式或有規(guī)則的分散方式(例如，棋盤(pán)狀)，也可以是完全隨機(jī)的分散方式。采用FMO提高了碼流的容錯(cuò)能力，卻使編碼效率有所降低，同時(shí)也會(huì)增加編碼延遲時(shí)間。
二、結(jié)論
通信技術(shù)的飛速發(fā)展，第三代數(shù)字無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)以及多媒體信息服務(wù)(MMS)的興起為無(wú)線(xiàn)移動(dòng)環(huán)境下的多媒體通信業(yè)務(wù)(特別是視頻)提供了應(yīng)用和發(fā)展的需求．多媒體業(yè)務(wù)是3G的基本業(yè)務(wù)之一，然而視頻通信業(yè)務(wù)對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)還是一種挑戰(zhàn)，這是由于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是一種易錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)，容易受到多徑干擾、陰影衰落等多種條件的影響，致使視頻傳輸流中的RTP包會(huì)大量丟失，因此對(duì)于3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的視頻通信業(yè)務(wù)，容錯(cuò)技術(shù)是不容忽視的。H.264／AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)本身提供了許多容錯(cuò)工具，可以很好的解決易差錯(cuò)信道的視頻容錯(cuò)傳輸，提高3G視頻通信的可用性。
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參考文獻(xiàn)的寫(xiě)作在某一程度上提升論文學(xué)術(shù)價(jià)值和質(zhì)量水平，所以參考文獻(xiàn)在論文的寫(xiě)作當(dāng)中也是不能忽視的，寫(xiě)好論文還參考文獻(xiàn)那么我們寫(xiě)出了的論文才更有水平。下面是學(xué)術(shù)參考網(wǎng)的小編整理的無(wú)線(xiàn)通信論文參考文獻(xiàn)，歡迎大家閱讀賞析。
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