主頁(yè)（http://www.130131.com）：超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展方向

近年來(lái)，超寬帶（UWB）無(wú)線通信成為短距離、高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最熱門(mén)的物理層技術(shù)之一。UWB（Ultra-Wideband）超寬帶，一開(kāi)始是使用脈沖無(wú)線電技術(shù)，此技術(shù)可追溯至19世紀(jì)。后來(lái)由Intel等大公司提出了應(yīng)用了UWB的MB-OFDM技術(shù)方案，由于兩種方案的截然不同，而且各自都有強(qiáng)大的陣營(yíng)支持，制定UWB標(biāo)準(zhǔn)的802.15.3a工作組沒(méi)能在兩者中決出最終的標(biāo)準(zhǔn)方案，于是將其交由市場(chǎng)解決。至今UWB還在爭(zhēng)論之中。UWB調(diào)制采用脈沖寬度在ns級(jí)的快速上升和下降脈沖，脈沖覆蓋的頻譜從直流至GHz，不需常規(guī)窄帶調(diào)制所需的RF頻率變換，脈沖成型后可直接送至天線發(fā)射。脈沖峰峰時(shí)間間隔在10 - 100 ps級(jí)。頻譜形狀可通過(guò)甚窄持續(xù)單脈沖形狀和天線負(fù)載特征來(lái)調(diào)整。UWB信號(hào)在時(shí)間軸上是稀疏分布的，其功率譜密度相當(dāng)?shù)�，RF可同時(shí)發(fā)射多個(gè)UWB信號(hào)。UWB信號(hào)類(lèi)似于基帶信號(hào)，可采用OOK，對(duì)映脈沖鍵控，脈沖振幅調(diào)制或脈位調(diào)制。UWB不同于把基帶信號(hào)變換為無(wú)線射頻 （RF） 的常規(guī)無(wú)線系統(tǒng)，可視為在RF上基帶傳播方案，在建筑物內(nèi)能以極低頻譜密度達(dá)到100 Mb/s數(shù)據(jù)速率。

1 UWB的產(chǎn)生與發(fā)展

超寬帶（UWB）有著悠久的發(fā)展歷史，但在1989年之前，超寬帶這一術(shù)語(yǔ)并不常用，在信號(hào)的帶寬和頻譜結(jié)構(gòu)方面也沒(méi)有明確的規(guī)定。1989年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署（DARPA）首先采用超寬帶這一術(shù)語(yǔ)，并規(guī)定：若信號(hào)在-20dB處的絕對(duì)帶寬大于1.5GHz或相對(duì)帶寬大于25%，則該信號(hào)為超寬帶信號(hào)。

其中，fH為信號(hào)在-20dB輻射點(diǎn)對(duì)應(yīng)的上限頻率、fL為信號(hào)在-20 dB輻射點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下限頻率。圖1給出了帶寬計(jì)算示意圖。可見(jiàn)，UWB是指具有很高帶寬比（射頻帶寬與其中心頻率之比）的無(wú)線電技術(shù)。

UWB（UltraWideband）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。UWB具有抗干擾性能強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于室內(nèi)通信、高速無(wú)線LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)、無(wú)繩電話、安全檢測(cè)、位置測(cè)定、雷達(dá)等領(lǐng)域。UWB技術(shù)最初是被作為軍用雷達(dá)技術(shù)開(kāi)發(fā)的，早期主要用于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。2002年2月，美國(guó)FCC批準(zhǔn)了UWB技術(shù)用于民用，UWB的發(fā)展步伐開(kāi)始逐步加快。

2002年2月，F(xiàn)CC批準(zhǔn)UWB技術(shù)進(jìn)入民用領(lǐng)域，并對(duì)UWB進(jìn)行了重新定義，規(guī)定UWB信號(hào)為相對(duì)帶寬大于20%或-10dB帶寬大于500MHz的無(wú)線電信號(hào)。根據(jù)UWB系統(tǒng)的具體應(yīng)用，分為成像系統(tǒng)、車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)、通信與測(cè)量系統(tǒng)三大類(lèi)。根據(jù)FCCPart15規(guī)定，UWB通信系統(tǒng)可使用頻段為3.1 GHz～10.6 GHz。為保護(hù)現(xiàn)有系統(tǒng)（如GPRS、移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)、WLAN等）不被UWB系統(tǒng)干擾，針對(duì)室內(nèi)、室外不同應(yīng)用，對(duì)UWB系統(tǒng)的輻射譜密度進(jìn)行了嚴(yán)格限制，規(guī)定UWB系統(tǒng)的最高輻射譜密度為-41.3 dBm/MHz.。圖2示出了FCC對(duì)室內(nèi)、室外UWB系統(tǒng)的輻射功率譜密度限制。當(dāng)前，人們所說(shuō)的UWB是指FCC給出的新定義。

UWB 系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下，已經(jīng)證實(shí)能夠在戶(hù)內(nèi)提供超過(guò)480Mbps 的可靠數(shù)據(jù)傳輸。與當(dāng)前流行的短距離無(wú)線通信技術(shù)相比，UWB 具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)，最大可以提供高達(dá)1000Mbps 以上的傳輸速率。UWB技術(shù)在無(wú)線通訊方面的創(chuàng)新性、利益性已引起了全球業(yè)界的關(guān)注。與藍(lán)牙、802111b、802115 等無(wú)線通信相比， UWB 可以提供更快、更遠(yuǎn)、更寬的傳輸速率，越來(lái)越多的研究者投入到UWB 領(lǐng)域，有的單純開(kāi)發(fā)UWB技術(shù)，有的開(kāi)發(fā)UWB應(yīng)有，有的兼而有之。相信UWB技術(shù)， 不僅為低端用戶(hù)所喜愛(ài)，且在一些高端技術(shù)領(lǐng)域，在軍事需求和商業(yè)市場(chǎng)的推動(dòng)下，UWB 技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和成熟起來(lái)。據(jù)聯(lián)合商業(yè)情報(bào)公司在《關(guān)于UWB 的預(yù)測(cè)和潛在市場(chǎng)應(yīng)用的報(bào)告》指出，2007 年全球配備UWB的電子設(shè)備和芯片的生產(chǎn)量將達(dá)到4510 萬(wàn)套，當(dāng)年的收益將達(dá)到13. 9 億美元。

2 UWB的技術(shù)特點(diǎn)

（1）傳輸速率高，空間容量大

根據(jù)仙農(nóng)（Shannon）信道容量公式，在加性高斯白噪聲（AWGN）信道中，系統(tǒng)無(wú)差錯(cuò)傳輸速率的上限為：

C=B×log2（1+SNR）　　�。�1）

其中，B（單位：Hz）為信道帶寬，SNR為信噪比。在UWB系統(tǒng)中，信號(hào)帶寬B高達(dá)500MHz～7.5GHz。因此，即使信噪比SNR很低，UWB系統(tǒng)也可以在短距離上實(shí)現(xiàn)幾百兆至1Gb/s的傳輸速率。例如，如果使用7 GHz帶寬，即使信噪比低至-10 dB，其理論信道容量也可達(dá)到1 Gb/s。民用商品中，一般要求UWB 信號(hào)的傳輸范圍為10m以?xún)?nèi)，再根據(jù)經(jīng)過(guò)修改的信道容量公式，其傳輸速率可達(dá)500Mbit/ s，是實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信和無(wú)線局域網(wǎng)的一種理想調(diào)制技術(shù)。UWB 以非常寬的頻率帶寬來(lái)?yè)Q取高速的數(shù)據(jù)傳輸，并且不單獨(dú)占用現(xiàn)在已經(jīng)擁擠不堪的頻率資源，而是共享其他無(wú)線技術(shù)使用的頻帶。在軍事應(yīng)用中，可以利用巨大的擴(kuò)頻增益來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低截獲率、低檢測(cè)率、高安全性和高速的數(shù)據(jù)傳輸。

（2）適合短距離通信

按照FCC規(guī)定，UWB系統(tǒng)的可輻射功率非常有限，3.1GHz～10.6GHz頻段總輻射功率僅0.55mW，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)窄帶系統(tǒng)。隨著傳輸距離的增加，信號(hào)功率將不斷衰減。因此，接收信噪比可以表示成傳輸距離的函數(shù)SNRr （d ）。根據(jù)仙農(nóng)公式，信道容量可以表示成距離的函數(shù)

C（d）=B×log2[1+SNRr（d ）]　 （2）

另外，超寬帶信號(hào)具有極其豐富的頻率成分。眾所周知，無(wú)線信道在不同頻段表現(xiàn)出不同的衰落特性。由于隨著傳輸距離的增加高頻信號(hào)衰落極快，這導(dǎo)致UWB信號(hào)產(chǎn)生失真，從而嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。研究表明，當(dāng)收發(fā)信機(jī)之間距離小于10m時(shí)，UWB系統(tǒng)的信道容量高于5GHz頻段的WLAN系統(tǒng)，收發(fā)信機(jī)之間距離超過(guò)12m時(shí)，UWB系統(tǒng)在信道容量上的優(yōu)勢(shì)將不復(fù)存在。因此，UWB系統(tǒng)特別適合于短距離通信。

（3）具有良好的共存性和保密性

由于UWB系統(tǒng)輻射譜密度極低（小于-41.3dBm/MHz），對(duì)傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)來(lái)講，UWB信號(hào)譜密度甚至低至背景噪聲電平以下，UWB信號(hào)對(duì)窄帶系統(tǒng)的干擾可以視作寬帶白噪聲。因此，UWB系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)有著良好的共存性，這對(duì)提高日益緊張的無(wú)線頻譜資源的利用率是非常有利的。

（4）多徑分辨能力強(qiáng)，定位精度高

由于UWB信號(hào)采用持續(xù)時(shí)間極短的窄脈沖，其時(shí)間、空間分辨能力都很強(qiáng)。因此，UWB信號(hào)的多徑分辨率極高。極高的多徑分辨能力賦予UWB信號(hào)高精度的測(cè)距、定位能力。對(duì)于通信系統(tǒng)，必須辯證地分析UWB信號(hào)的多徑分辨力。無(wú)線信道的時(shí)間選擇性和頻率選擇性是制約無(wú)線通信系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。在窄帶系統(tǒng)中，不可分辨的多徑將導(dǎo)致衰落，而UWB信號(hào)可以將它們分開(kāi)并利用分集接收技術(shù)進(jìn)行合并。因此，UWB系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗衰落能力。但UWB信號(hào)極高的多徑分辨力也導(dǎo)致信號(hào)能量產(chǎn)生嚴(yán)重的時(shí)間彌散（頻率選擇性衰落），接收機(jī)必須通過(guò)犧牲復(fù)雜度（增加分集重?cái)?shù)）以捕獲足夠的信號(hào)能量。這將對(duì)接收機(jī)設(shè)計(jì)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在實(shí)際的UWB系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須折衷考慮信號(hào)帶寬和接收機(jī)復(fù)雜度，得到理想的性?xún)r(jià)比。

（5）體積小、功耗低

傳統(tǒng)的UWB技術(shù)無(wú)需正弦載波，數(shù)據(jù)被調(diào)制在納秒級(jí)或亞納秒級(jí)基帶窄脈沖上傳輸，接收機(jī)利用相關(guān)器直接完成信號(hào)檢測(cè)。UWB 系統(tǒng)使用間歇的脈沖來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時(shí)間很短，一般在0. 20ns～1. 5ns 之間，有很低的占空因數(shù)，系統(tǒng)耗電可以做到很低，在高速通信時(shí)系統(tǒng)的耗電量?jī)H為幾百μW～幾十mW。民用的UWB 設(shè)備功率一般是傳統(tǒng)移動(dòng)電話所需功率的1/ 100 左右，是藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/ 20 左右。軍用的UWB 電臺(tái)耗電也很低。因此，UWB 設(shè)備在電池壽命和電磁輻射上，相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)線設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。

3 UWB脈沖成形技術(shù)

任何數(shù)字通信系統(tǒng)，都要利用與信道匹配良好的信號(hào)攜帶信息。對(duì)于線性調(diào)制系統(tǒng)，已調(diào)制信號(hào)可以統(tǒng)一表示為：

s（t）=∑Ing（t -T ）　　　　　　　　　　　 （3）

其中，In為承載信息的離散數(shù)據(jù)符號(hào)序列；T為數(shù)據(jù)符號(hào)持續(xù)時(shí)間；

g（t）為時(shí)域成形波形。通信系統(tǒng)的工作頻段、信號(hào)帶寬、輻射譜密度、帶外輻射、傳輸性能、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度等諸多因素都取決于g（t）的設(shè)計(jì)。

對(duì)于UWB通信系統(tǒng)，成形信號(hào)g（t）的帶寬必須大于500MHz，且信號(hào)能量應(yīng)集中于3.1 GHz～10.6 GHz頻段。早期的UWB系統(tǒng)采用納秒/亞納秒級(jí)無(wú)載波高斯單周脈沖，信號(hào)頻譜集中于2 GHz以下。FCC對(duì)UWB的重新定義和頻譜資源分配對(duì)信號(hào)成形提出了新的要求，信號(hào)成形方案必需進(jìn)行調(diào)整。近年來(lái)，出現(xiàn)了許多行之有效的方法。

3.1高斯單周脈沖

高斯單周脈沖即高斯脈沖的各階導(dǎo)數(shù)，是最具代表性的無(wú)載波脈沖。各階脈沖波形均可由高斯一階導(dǎo)數(shù)通過(guò)逐次求導(dǎo)得到。

隨著脈沖信號(hào)階數(shù)的增加，過(guò)零點(diǎn)數(shù)逐漸增加，信號(hào)中心頻率向高頻移動(dòng)，但信號(hào)的帶寬無(wú)明顯變化，相對(duì)帶寬逐漸下降。早期UWB系統(tǒng)采用1階、2階脈沖，信號(hào)頻率成分從直流延續(xù)到2GHz。圖3為典型的2ns高斯單周脈沖。

3.2載波調(diào)制的成形技術(shù)

原理上講，只要信號(hào)-10dB帶寬大于500MHz即可滿足UWB要求。因此，傳統(tǒng)的用于有載波通信系統(tǒng)的信號(hào)成形方案均可移植到UWB系統(tǒng)中。此時(shí)，超寬帶信號(hào)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為低通脈沖設(shè)計(jì)，通過(guò)載波調(diào)制可以將信號(hào)頻譜在頻率軸上靈活地搬移。

有載波的成形脈沖可表示為：

w（t）=p（t）cos（2πfct）（0≤t ≤Tp）　　　 （4）

其中，p（t）為持續(xù)時(shí)間為T(mén)p的基帶脈沖；fc為載波頻率，即信號(hào)中心頻率。若基帶脈沖p（t）的頻譜為P（f ），則最終成形脈沖的頻譜為：

可見(jiàn)，成形脈沖的頻譜取決于基帶脈沖p（t），只要使p（t）的-10dB帶寬大于250 MHz，即可滿足UWB設(shè)計(jì)要求。通過(guò)調(diào)整載波頻率fc可以使信號(hào)頻譜在3.1 GHz～10.6 GHz范圍內(nèi)靈活移動(dòng)。若結(jié)合跳頻（FH）技術(shù)，則可以方便地構(gòu)成跳頻多址（FHMA）系統(tǒng)。在許多IEEE 802.15.3a標(biāo)準(zhǔn)提案中采用了這種脈沖成形技術(shù)。圖4為典型的有載波修正余弦脈沖，中心頻率為3.35 GHz，-10 dB帶寬為525 MHz。

3.3Hermite正交脈沖

Hermite脈沖是一類(lèi)最早被提出用于高速UWB通信系統(tǒng)的正交脈沖成形方法。結(jié)合多進(jìn)制脈沖調(diào)制可以有效地提高系統(tǒng)傳輸速率。這類(lèi)脈沖波形是由Hermite多項(xiàng)式導(dǎo)出的。這種脈沖成形方法的特點(diǎn)在于：能量集中于低頻，各階波形頻譜相差大，需借助載波搬移頻譜方可滿足FCC要求。

3.4PSWF正交脈沖

PSWF脈沖是一類(lèi)近似的“時(shí)限-帶限”信號(hào)，在帶限信號(hào)分析中有非常理想的效果。

與Hermite脈沖相比，PSWF脈沖可以直接根據(jù)目標(biāo)頻段和帶寬要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，不需要復(fù)雜的載波調(diào)制進(jìn)行頻譜般移。因此，PSWF脈沖屬于無(wú)載波成形技術(shù)，有利于簡(jiǎn)化收發(fā)信機(jī)復(fù)雜度。

4 UWB調(diào)制與多址技術(shù)

調(diào)制方式是指信號(hào)以何種方式承載信息，它不但決定著通信系統(tǒng)的有效性和可靠性，同時(shí)也影響信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)、接收機(jī)復(fù)雜度。對(duì)于多址技術(shù)解決多個(gè)用戶(hù)共享信道的問(wèn)題，合理的多址方案可以在減小用戶(hù)間干擾的同時(shí)極大地提高多用戶(hù)容量。通信的最終目的是在一定的距離內(nèi)傳遞信息。雖然基帶數(shù)字信號(hào)可以在傳輸距離相對(duì)較近的情況下直接傳送，但如果要遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，特別是在無(wú)線或光纖信道上傳輸時(shí)，則必須經(jīng)過(guò)調(diào)制將信號(hào)頻譜搬移到高頻處才能在信道中傳輸。為了使數(shù)字信號(hào)在有限帶寬的高頻信道中傳輸，必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制。如同傳輸模擬信號(hào)時(shí)一樣，傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)也有三種基本的調(diào)制方式：幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。它們分別對(duì)應(yīng)于用載波（正弦波）的幅度、頻率和相位來(lái)傳遞數(shù)字基帶信號(hào)，可以看成是模擬線性調(diào)制和角度調(diào)制的特殊情況。

4.1UWB調(diào)制技術(shù)

（1）脈位調(diào)制

脈位調(diào)制（PPM）是一種利用脈沖位置承載數(shù)據(jù)信息的調(diào)制方式。按照采用的離散數(shù)據(jù)符號(hào)狀態(tài)數(shù)可以分為二進(jìn)制PPM（2PPM）和多進(jìn)制PPM（MPPM）。在這種調(diào)制方式中，一個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)脈沖可能出現(xiàn)的位置有2個(gè)或M個(gè)，脈沖位置與符號(hào)狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)。根據(jù)相鄰脈位之間距離與脈沖寬度之間關(guān)系，又可分為部分重疊的PPM和正交PPM（OPPM）。在部分重疊的PPM中，為保證系統(tǒng)傳輸可靠性，通常選擇相鄰脈位互為脈沖自相關(guān)函數(shù)的負(fù)峰值點(diǎn)，從而使相鄰符號(hào)的歐氏距離最大化。

ppm指Papers Per Minute，即為每分鐘打印的頁(yè)數(shù)，這是衡量打印機(jī)打印速度的重要參數(shù)，是指連續(xù)打印時(shí)的平均速度。又指用溶質(zhì)質(zhì)量占全部溶液質(zhì)量的百萬(wàn)分比來(lái)表示的濃度，也稱(chēng)百萬(wàn)分比濃度。ppm是英文part per million的縮寫(xiě)，表示百萬(wàn)分之幾，在不同的場(chǎng)合與某些物理量組合，常用于表示器件某個(gè)直流參數(shù)的精度。除此之外，ppm還有多種意思。

PPM的優(yōu)點(diǎn)在于：它僅需根據(jù)數(shù)據(jù)符號(hào)控制脈沖位置，不需要進(jìn)行脈沖幅度和極性的控制，便于以較低的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)。因此，PPM是早期UWB系統(tǒng)廣泛采用的調(diào)制方式。但是，由于PPM信號(hào)為單極性，其輻射譜中往往存在幅度較高的離散譜線。

（2）脈幅調(diào)制

脈幅調(diào)制（PAM）是數(shù)字通信系統(tǒng)最為常用的調(diào)制方式之一。在UWB系統(tǒng)中，考慮到實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和功率有效性，不宜采用多進(jìn)制PAM（MPAM）。UWB系統(tǒng)常用的PAM有兩種方式：開(kāi)關(guān)鍵控（OOK）和二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）。前者可以采用非相干檢測(cè)降低接收機(jī)復(fù)雜度，而后者采用相干檢測(cè)可以更好地保證傳輸可靠性。

與2PPM相比，在輻射功率相同的前提下，BPSK可以獲得更高的傳輸可靠性，且輻射譜中沒(méi)有離散譜線。

（3）波形調(diào)制

波形調(diào)制（PWSK）是結(jié)合Hermite脈沖等多正交波形提出的調(diào)制方式。在這種調(diào)制方式中，采用M個(gè)相互正交的等能量脈沖波形攜帶數(shù)據(jù)信息，每個(gè)脈沖波形與一個(gè)M進(jìn)制數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)應(yīng)。在接收端，利用M個(gè)并行的相關(guān)器進(jìn)行信號(hào)接收，利用最大似然檢測(cè)完成數(shù)據(jù)恢復(fù)。由于各種脈沖能量相等，因此可以在不增加輻射功率的情況下提高傳輸效率。在脈沖寬度相同的情況下，可以達(dá)到比MPPM更高的符號(hào)傳輸速率。

（4）正交多載波調(diào)制

傳統(tǒng)意義上的UWB系統(tǒng)均采用窄脈沖攜帶信息。FCC對(duì)UWB的新定義拓廣了UWB的技術(shù)手段。原理上講，-10dB帶寬大于500MHz的任何信號(hào)形式均可稱(chēng)作UWB。在OFDM系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)符號(hào)被調(diào)制在并行的多個(gè)正交子載波上傳輸，數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)采用快速傅里葉變換/逆快速傅里葉變換（FFT/IFFT）實(shí)現(xiàn)。

4.2UWB多址技術(shù)

（1）跳時(shí)多址

跳時(shí)多址（THMA）是最早應(yīng)用于UWB通信系統(tǒng)的多址技術(shù)，它可以方便地與PPM調(diào)制、BPSK調(diào)制相結(jié)合形成跳時(shí)-脈位調(diào)制（TH-PPM）、跳時(shí)-二進(jìn)制相移鍵控系統(tǒng)方案。這種多址技術(shù)利用了UWB信號(hào)占空比極小的特點(diǎn)，將脈沖重復(fù)周期（Tf，又稱(chēng)幀周期）劃分成Nh個(gè)持續(xù)時(shí)間為T(mén)c的互不重疊的碼片時(shí)隙，每個(gè)用戶(hù)利用一個(gè)獨(dú)特的隨機(jī)跳時(shí)序列在Nh個(gè)碼片時(shí)隙中隨機(jī)選擇一個(gè)作為脈沖發(fā)射位置。在每個(gè)碼片時(shí)隙內(nèi)可以采用PPM調(diào)制或BPSK調(diào)制。

由于用戶(hù)跳時(shí)碼之間具有良好的正交性，多用戶(hù)脈沖之間不會(huì)發(fā)生沖突，從而避免了多用戶(hù)干擾。將跳時(shí)技術(shù)與PPM結(jié)合可以有效地抑制PPM信號(hào)中的離散譜線，達(dá)到平滑信號(hào)頻譜的作用。由于每個(gè)幀周期內(nèi)可分的碼片時(shí)隙數(shù)有限，當(dāng)用戶(hù)數(shù)很大時(shí)必然產(chǎn)生多用戶(hù)干擾。因此，如何選擇跳時(shí)序列是非常重要的問(wèn)題。

（2）直擴(kuò)-碼分多址

直擴(kuò)-碼分多址（DS-CDMA）是IS-95和3G移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)中廣泛采用的多址方式，這種多址方式同樣可以應(yīng)用于UWB系統(tǒng)。在這種多址方式中，每個(gè)用戶(hù)使用一個(gè)專(zhuān)用的偽隨機(jī)序列對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，用戶(hù)擴(kuò)頻序列之間互相關(guān)很小，因此，在DS-CDMA系統(tǒng)中需要進(jìn)行功率控制。在UWB系統(tǒng)中，DS-CDMA通常與BPSK結(jié)合。

（3）跳頻多址

跳頻多址（FHMA）是結(jié)合多個(gè)頻分子信道使用的一種多址方式，每個(gè)用戶(hù)利用專(zhuān)用的隨機(jī)跳頻碼控制射頻頻率合成器，以一定的跳頻圖案周期性地在若干個(gè)子信道上傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)調(diào)制在基帶完成。若用戶(hù)跳頻碼之間無(wú)沖突或沖突概率極小，則多用戶(hù)信號(hào)之間在頻域正交，可以很好地消除用戶(hù)間干擾。原理上講，子信道數(shù)量越多則容納的用戶(hù)數(shù)量越大，但這是以犧牲設(shè)備復(fù)雜度和功耗為代價(jià)的。

（4）PWDMA

PWDMA是結(jié)合Hermite等正交多脈沖提出的一種波分多址方式。每個(gè)用戶(hù)分別使用一種或幾種特定的成形脈沖，調(diào)制方式可以是BPSK、PPM或PWSK。由于用戶(hù)使用的脈沖波形之間相互正交，在同步傳輸?shù)那闆r下，即使多用戶(hù)信號(hào)間相互沖突也不會(huì)產(chǎn)生互干擾。通常正交波形之間的異步互相關(guān)不為零，因此在異步通信的情況下用戶(hù)間將產(chǎn)生互干擾。目前，PWDMA僅限于理論研究，尚未進(jìn)入實(shí)用階段。