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资源说明：无论是早期的基带脉冲方式，还是最近提出的载波调制方式，UWB技术的基本特点是采用共享的方式使用极宽（数GHz）的频谱，从而可以提供很高的数据速率（最高可达1Gb／s以上）。所谓超宽带，根据FCC的定义，是指信号的一10dB相对带宽大于0.2，或在传输的任何时刻绝对带宽不小于500MHz。这里相对带宽定义为
式中，为fH和fL分别为系统的高端和低端频点（按－1OdB计算）。根据FCC的规定，室内UWB通信的实际使用频谱范围为3.1～10.66Hz，并在这一范围内，有效各向同性发射功率（effectlve isotropic radiated power，EIRP）不超过－41.3dBm
超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）通信是一种创新的无线通信技术，它通过使用极宽的频谱资源来实现高速数据传输。UWB的特点在于它的带宽远远超过传统通信系统，通常在数GHz范围内，这使得它可以支持高达1Gb/s的数据速率。这种技术在通信与网络领域具有重要应用，尤其是在室内环境。
根据美国联邦通信委员会（FCC）的定义，超宽带信号的10dB相对带宽大于0.2，或在任何时候的绝对带宽至少为500MHz。相对带宽计算公式为：(fH - fL) / (fH + fL)，其中fH和fL分别是系统的高端和低端频点。FCC规定，室内UWB通信工作在3.1到10.66GHz的频段内，且有效各向同性发射功率（EIRP）不超过－41.3dBm/MHz，以确保与其他通信系统的共存和干扰最小化。
UWB通信的核心在于利用短暂的脉冲来承载信息。这些脉冲可以是单个脉冲的不同属性（幅度、位置或极性）的变化，也可以是多个脉冲的组合。常见的脉冲调制技术包括脉冲幅度调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）、二相调制（BPM）和开关键控（OOK）。例如，单个脉冲的幅度、位置或极性的变化可以编码不同的信息。
UWB的工作原理是发送和接收精确控制的高斯单周期脉冲，脉宽通常在0.1到1.5ns之间，重复周期为12到1000ns。这样的超短脉冲导致信号具有极宽的频带，通常在数GHz。高斯脉冲的时域波形类似于微分高斯脉冲，其频谱中心频率与脉冲长度的倒数有关，半功率带宽大约是中心频率的1.16倍。不同类型的脉冲，如一阶和二阶高斯微分、升余弦脉冲和升余弦包络等，也常用于实际应用中。
为了改善信号频谱的平滑度并实现多址接入，可以对脉冲串进行位置调制，并使用伪随机序列编码。接收端需要匹配相同的编码序列来正确接收和解码信息。此外，通过使用多脉冲调制，不仅可以降低单个脉冲的幅度或发射功率，还能利用不同用户的伪随机序列间的正交性实现多用户干扰抑制，并利用序列的伪随机性抵抗窄带干扰。
在接收端，UWB系统依赖于相关接收技术，其中关键组件是相关器。相关器通过将接收到的射频信号与预设模板波形相乘并积分，得到一个直流输出电压，该输出反映了接收到的脉冲与模板波形的时间位置差。这个过程通常在不到1ns的时间内完成，提高了系统的响应速度和抗干扰能力。
UWB通信技术利用超宽的频谱资源，通过脉冲调制和相关接收等方法，实现了高速、低功率和抗干扰的通信。它在无线个人区域网络（WPAN）、无线传感器网络（WSN）、定位系统等领域有着广泛的应用前景。
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