射限制是必要的
S(f)a 2 Tf
2
P(f)2Tfa 2
2
P(k)(fk)
Tf
Tf
其中
a
和
2 a
分别是调制信号 a i
的均值和方差，P ( f ) 2
是基本脉冲信号的功率谱密度。
当采用二进制PAM（设调制信息为：a 1 , a 2 ）时，在AWGN信道下的二进制 PAM相干接收的误码率性能为：
第二章超宽带实现技术IR-UWB
功率密度
2
S (f) 2 T 1 fP (f)2 ( 1 c o s ( 2fp ) ) 2 T 1 f 2 k P ( T k f)( 1 c o s ( 2 T k f p ) )(f T k f)
既有连续谱线，又有离散谱线
误码率
Pe Q (
Eb ) N0
PPM调制的优点：
信号的正交性容易得到保证，很适合于多址和多进制调制。
PPM调制的缺点： 系统在AWGNPPM的实现比较复杂
第二章超宽带实现技术IR-UWB
脉冲间隔调制（DPIM）
脉冲间隔调制（DPIM）和PPM类似，都是通过 改变脉冲在时间上的位置来传输信息的。
Modulation ✓ 脉冲波形调制 PSM，Pulse Shape Modulation ✓ 多维双正交键控 M-BOK，Multiple Bi-Orthogonal
keying
第二章超宽带实现技术IR-UWB
常用的脉冲调制方式示意
第二章超宽带实现技术IR-UWB
脉冲幅度调制（PAM）
信息调制在脉冲幅度上
但是DPIM和PPM又是不同的，PPM改变的是脉 冲在一个周期里的绝对位置来调制信息的，而 DPIM是通过改变相邻脉冲之间的间隔来调制信 息的，也即脉冲周期在DPIM中是变化的。
第二章超宽带实现技术IR-UWB
N-PPM将脉冲重复周期N等分为N个时隙，在每个脉冲重复周期内发
一个脉冲，由待传信息am决定该脉冲在脉冲重复周期的哪个时隙上 发送， am=3，则该脉冲在脉冲重复周期的第3个时隙上发送。 （am∈{0,1,…N-1}）
已有的实现数据信息调制的脉冲调制方式：
✓ 脉冲幅度调制 PAM, Pulse Amplitude Modulation ✓ 开关键控 OOK，On Off Keying ✓ 二进制相位调制 Biphase Modulation ✓ 脉冲位置调制 PPM，Pulse Position Modulation ✓ 数字脉冲间隔调制 DPIM，Digital Pulse Interval
当调制信息为 a i ，i0,1,2, ，调制信号为：
stakp(tkTf ) k
其中， p ( t ) 是基本的脉冲信号；T f 是脉冲周期。
第二章超宽带实现技术IR-UWB
假如发送序列 a i 是独立同分布的随机变量，
则可以推导得到PAM的功率密度函数如下：
功率谱密度函数对 于分析系统的辐射 是否满足FCC的辐
第二章超宽带实现技术IR-UWB
What is the impulse radio?
Impulse radio——信息调制到脉冲上发送出去， 不是调制载波。
脉冲无线电的系统结构
据数
差错控 制编码
调制
脉冲发 生器
Impulse radio涉及到的技术
✓脉冲调制技术 ✓极窄脉冲的产生
第二章超宽带实现技术IR-UWB
st bkp(tkTf ) k
bk 1,1
第二章超宽带实现技术IR-UWB
BPSK 的功率密度和误码率
当调制信息 b k 等概出现 1 ，并且调制信号幅度为“A”时，
a0, a2A2
由
S(f)a 2
Tf
2
P(f)2Tfa 2
2
P(k)(fk)
Tf
Tf
s( f ) A2 P( f ) 2 Tf
第二章 超宽带实现技术IR-UWB
可以实现超宽带无线通信的技术有哪些？
✓ IR-UWB • 传统的超宽带实现技术，脉冲无线电
✓ DS-UWB • FCC发布了民用超宽带的辐射限制后，IR-UWB方 案的改进版。
✓ MB-UWB • 非脉冲调制技术，使用正交频分复用技术，即载波 调制，信号带宽大于500MHz。
Pe Q(
(a2
2(a2
a1)2Eb
a2)N0
)
第二章超宽带实现技术IR-UWB
开关键控（OOK）
当调制数据是“1”的时候，发送脉冲信号；当调制信号为“0”的时
候，不发送脉冲。
s(t) bkp(tkTf ) k
bk 0,1
OOK调制可以看作是PAM的一个特例 (a1A,a2 0)
2
S(f)4 A T 2 f P(f)24 A T 2 f2k P(T kf)
解调 解码 据 数
2.1 脉冲调制方式
脉冲调制方式从携带的信息来看，可以分为
✓ 数据信息调制 ✓ 多址调制
多址信息是用来区分信道或用户的，多址调 制通常与扩频结合在一起。
下面分别介绍在脉冲调制通信中如何实现数据 信息调制和多址调制。
第二章超宽带实现技术IR-UWB
Impulse Radio中的数据信息调制
(fk) Tf
aA2,a 2A2 4
第二P章e 超Q宽(带实NE现b0 技) 术IR-UWB
BPSK
UWB中的BPSK也叫二进制相位调制BPM（Bi-Phase Modulation），或者二进制极性调制（Bi-Pole Modulation），类似于传统窄带通信中的BPSK，故这样 命名。它也可以看作是脉冲幅度调制（PAM）的一个特 例。
4-PPM
1
2
0
重复周期1
重复周期2
重复周期3
在N-DPIM中，第m个脉冲与前一脉冲的间隔为am+1，am为待传信息。
4-DPIM 1
2
0
相对于 PPM，DPIM的传第输二章速超率宽带更实高现技。术IR-UWB
脉冲波形调制（PSM, Pulse Shape
Modulation） 便于相干解调
脉冲形状也可以用于脉冲调制，一般使用正交的不同脉冲来实现调制。
没有离散谱线
由
Pe Q(
(a2 a1)2Eb )
2(a2 a2)N0
第Pe二章Q超(宽带2NE实0b现) 技术IR-U比WBOOK有3dB的优势
脉冲位置调制（PPM）
典型的2-PPM：当调制数据为“0”的时候，脉冲位置不 变，脉冲间隔仍然是脉冲周期；当调制数据为“1”的时 候，出现一个偏移。
stp(tkTf bkp) k