[发明专利]超宽带信号发射方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种超宽带(UWB，Ultra-Wideband)信号发射方法和设备。

背景技术

UWB是Ultra-Wide band的简称，是一种以极低的发射功率进行高速无线传输的新型通信技术，被业界普遍认为是下一代短距离(1～100米)无线通信与无线个域网的解决方案之一。

UWB的概念最早是在1989年由美国国防部高级研究计划局(DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency)提出的。美国联邦通信委员会(FCC，Federal Communications Commission)于1998年开始制定UWB的法规，并于2002年2月14日通过了为民用超宽带无线通信技术开放频谱的法规，将超宽带信号定义为“-10dB功率点处的相对带宽大于20％或射频带宽大于500MHz”的信号。

UWB技术比较适合应用在家庭内部，市场前景非常广阔。因此，围绕UWB的标准之争从一开始就非常激烈，曾经有二十几个标准参与竞争，目前只剩下了两个，即，来自飞思卡尔(Freescale)的直接序列扩频(DS，Direct Sequence)UWB以及由德州仪器(TI，Texas Instruments)倡导的多频带正交频分复用联盟(MBOA，Multiband-OFDM Alliance)。

从技术上来讲，MBOA和DS-UWB是无法彼此妥协的。DS-UWB曾提出一个通用信令模式，希望与MBOA兼容，但这种模式在技术上无法实现，所以，被MBOA、美国电机电子标准工程师协会(IEEE，Institution of Electrical andElectronics Engineers)以及无线通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)协会拒绝。从产品上来讲，DS-UWB在开始的时候走在了前面，它的样品在2004年初的时候就已经在拉斯维加斯的消费电子展上展出。但后来的进展比较缓慢，当时存在的问题今天依然存在，例如功耗大、需要两根天线分别收发，以及在天线与接收器中间有阻挡时会出现花屏等。而另一方的MBOA则迎头赶上，来自Staccato公司芯片级的物理层芯片在2004年的第一季度已经完成，八、九月份的时候，配合TI公司的可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)的媒体存取控制器(MAC，Media Access Controller)已经可以工作。这种两芯片的方案相比于DS-UWB的四芯片方案，无论是在成本、体积还是功耗上均占有较大的优势。

MBOA的多频带正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)UWB旨在为消费类电子产品和多媒体应用提供无线连接。在高速率情况下，也可以用作无线USB和无线1394的物理层。该类系统可以与其它系统工作在同一个频段上，例如，可以与802.11a共享频谱。同时，MBOA已经制定出基于多频带OFDM-UWB技术的物理层规范，主要技术指标为：10米范围的速率为110Mbps；4米范围的速率为200Mbps；2米范围的速率为480Mbps。对于DS-UWB和多频带OFDM-UWB两种主流UWB体制，在高度多径环境中，从捕获多径能量的角度看，多频带OFDM-UWB要比DS-UWB好，多频带OFDM-UWB体制可以采用比DS-UWB简单得多的接收机去捕获到更多的多径信号。

针对UWB这一技术，国家无线电监测中心根据国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R，Radio-communication Sector of ITU)研究组(SG，Study Group)1和任务组(TG，Task Group)1/8的仿真结果(USB系统与其它系统共存时，对UWB系统发射功率的限制值)，以及监测中心所作的试验情况，给出了我国UWB频谱规划的建议，如图1所示，图1为现有中国UWB频谱模板示意图。其中的可用物理频带为4.2GHz～4.8GHz和6.0GHz～8.55GHz，并具体规定了各个频段的发射功率限制值，如表一所示：