UWB系統的測試解決方案

　　UWB信號的產生方式

　　基帶脈沖形式

　　基帶脈沖形式是UWB通信最早采用的信號形式。它利用脈寬在ns、亞ns級的基帶脈沖序列進行通信，通常通過脈沖位置調制(PPM)、脈沖極性調制或脈沖幅度調制(PAM)等調制方式攜帶信息。脈沖可以采用不同的波形，如高斯波形、升余弦波形式等，而且占空比也很小，所以有很強的多徑信道分辨能力和抗多徑性能。因為不需要調制載波和本振，所以收發信機結構簡單、成本較低，同時系統的功耗比傳統的無線電系統要低得多。另外，這種脈沖信號穿透能力強，定位和測距精度很高，可以達到cm量級，同時可以在動態中實現定位功能。但是基帶脈沖中包含較多的低頻分量，所以在FCC關于UWB通信功率譜的規定下，頻譜利用率不高，但可以通過脈沖波形優化設計加以改善。

　　脈沖壓縮形式

　　對于基帶脈沖形式而言，由于其脈寬較窄、占空比較低，因此信號能量相對較小，對于遠距離的探測和通信并不適用。因此在軍事領域，為了盡可能地提高探測距離，脈沖壓縮方式的超寬帶信號有了廣泛的應用場合，其基本的表現形式有線性調頻等。對于線性調頻的脈沖壓縮體制，可以在比較寬的時間內實現相應的線性調頻，其頻帶覆蓋范圍符合FCC對超寬帶信號的定義，因此具有距離分辨率強等超寬帶系統特有的優點。除此之外，由于線性調頻的調制時長可以根據需求定義，因此其信號能量遠大于基帶脈沖形式，可以滿足遠距離的目標探測需求。如圖1所示為基于DDS產生的超寬帶雷達信號實現框圖。

　　調制載波形式

　　通過調制載波可以將UWB信號搬遷到合適的頻段進行傳輸，可以更加有效靈活地利用頻譜資源。同時可以利用現有通信系統中采用的方法，技術成熟度、工藝穩定度很高，在實現高速系統方面更容易些。2003年IEEE 802.15.3a工作組征集提案時，Intel、TI和Xtreme Spectrum分別提出了多頻帶、正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)、直接序列碼分多址(Direct Sequence Code Division Multiple Access，DS-CDMA)等3種方案，后來多頻帶方案與正交頻分復用方案融合，從而形成了以TI、Intel等公司為首的MB-OFDM和以Xtreme Spectrum、Freescale等公司為主的DS-CDMA兩大聯盟。

　　從技術上來講，MB-OFDM和DS-CDMA無法彼此妥協。通過這幾年的發展，MB-OFDM已經逐漸取代DS-CDMA成為未來無線寬帶的熱門技術。圖2為MB-OFDM系統的信號結構。