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目录 1

第1章　历史 1

概述 1

1.1　无线电基础知识 1

1.2　无线电的历史 5

1.3　当前的技术进展 11

1.4　由无线变为无线电：广播和规范的时代 12

1.5　宽带的优势 13

1.6　无线电开启了其他更宽带宽的探索 13

1.7　更宽的带宽具有更多的优点 14

1.8　小结 14

参考文献 15

进一步的阅读材料 16

第2章　无线电规范的发展趋势 17

概述 17

2.1　电磁频谱：“以波长划分” 17

2.2　无线电规范 19

2.3　UWB在美国的采用 21

2.4　第一报告与规范的摘要 23

2.5　亚洲的规范：新加坡的超宽带友好区（UFZ） 25

2.6　欧盟的规范化行动 26

2.7　小结 28

参考文献 29

第3章　UWB的标准化 30

概述 30

3.1　IEEE的UWB高数据速率标准化活动 31

3.1.1　OFDM方案的UWB 33

3.1.2　DS-UWB方案的UWB 35

3.1.3　TD/FDMAMA方案的UWB 37

3.2　UWB标准中的定位和寻址 38

3.3　欧洲标准化的成就 38

3.4　小结 40

参考文献 40

概述 42

第4章　UWB信号的产生和传输 42

4.1　UWB信号的定义 44

4.2　产生UWB信号的方法 44

4.2.1　UWB信号设计 45

4.2.2　精确信号设计 47

4.2.3　重复发射脉冲时的功率计算 50

4.3　信号脉冲设计举例 52

4.3.1　脉冲设计的限制 52

4.3.2　脉冲形状的选择 53

4.4　UWB系统波段设计 55

4.5　精确信号的覆盖 58

4.6　信号调制 59

4.6.1　脉位调制（PPM） 61

4.6.2　M元相互正交的键控调制 61

4.6.3　脉冲极性与BPSK和QPSK调制 63

4.6.4　脉幅调制 63

4.6.5　差分调制 64

4.7　小结 66

参考文献 66

第5章　UWB信号的辐射 68

概述 68

5.1　窄脉冲辐射过程 68

5.1.1　任意天线的远场 70

5.1.2　理想点源天线的远场辐射 72

5.2　接收天线 73

5.2.1　任意形状接收天线 73

5.2.2　点源接收天线 75

5.2.3　恒增益天线间的自由空间传输 75

5.2.4　恒孔径天线间的传输 76

5.3　信号的发射、辐射和接收 76

5.3.1　宽带信号的仿真 77

5.3.2　中等带宽UWB信号 80

5.4　天线对UWB信号的影响 81

5.4.2　偶极子馈电抛物面反射天线 82

5.4.1　TE10模式喇叭天线 82

5.4.3　宽带天线的考虑 84

5.5　小结 84

参考文献 85

第6章　UWB信号的传播 86

概述 86

6.1 自由空间的传播 87

6.2　带有地面反射的传播 87

6.2.1　UWB和带有地面反射的窄带正弦或余弦信号 89

6.2.2　一个2 GHz UWB宽带信号的设计实例 91

6.2.3　2 GHz带宽脉冲的EIRP 93

6.2.4　2 GHz带宽UWB信号的地表传播 93

6.3　多径中的UWB脉冲传播 96

6.3.1　建筑物中的脉冲传播 96

6.3.2　多径和延迟扩展 100

6.3.3　多径中的UWB信号传播 101

6.3.4　与最大rake增益的关系 105

6.3.5　SBY中值多径传播模型 105

6.3.6　阴影变化和统计链路设计 106

6.3.7　传播模型和参数 107

6.4　小结 108

参考文献 108

第7章　UWB信号的接收 111

概述 111

7.1　UWB信号的接收 111

7.2　噪声和干扰 112

7.3　接收检测效率 113

7.4　简单模板的效率 116

7.5　自相关接收机 118

7.6　小结 118

参考文献 119

8.1　通信限制 120

8.1.1　噪声 120

概述 120

第8章　UWB系统的限制与容量 120

8.1.2　山农容量公式 121

8.1.3　不同调制方式的通信效率 123

8.1.4　规则限制 124

8.1.5　天线孔径与传播 125

8.2　UWB的基本限制 126

8.2.1　UWB系统基本限制 126

8.2.2　传统系统限制 129

8.3　UWB无线链路 130

8.3.1　UWB无线链路计算 130

8.3.2　接收机灵敏度与系统增益 131

8.3.3　非加性高斯白噪声信道中UWB系统的优点 132

8.4　链路容量 133

8.4.1　多径中的UWB链路 134

8.4.2　UWB容量模型 136

8.4.3　IEEE 802.11a容量模型 136

8.4.4　IEEE 802.11b容量模型 137

8.4.5　UWB与802系列的比较 138

8.5　小结 139

参考文献 139

第9章　UWB系统的应用和未来方向 141

概述 141

9.1　无线技术的发展历程 141

9.2　UWB应用 143

9.2.1　通信和传感器 144

9.2.2　定位与跟踪 146

9.2.3　雷达 148

9.3　有线UWB技术 148

9.4　小结 149

参考文献 150

附录A　FCC First Report and Order摘录 151

附录B　IEEE P802.15.3a多径模型总结 165

附录C　脉冲在自由空间的传输 170

附录D　术语表 174

索引 177