Feature:
Arbeits frequenz: 3-10G
Sende leistung: 5W
Spannung standing wave: weniger als 2,5
Gain: 2,5
Technische eigenschaften von BLUETOOTH-EXPLORER UWB:
(1) hohe übertragungs rate und große raum kapazität
Für Shannon kanal kapazität formel, die obere grenze der system der fehler-freies übertragung rate in eine additiv weiß Gaussian noise (AWGN) kanal ist:
C = B× log2(1 + SNR)
Wo B (einheit: Hz) ist die kanal bandbreite und SNR ist das signal-rausch-verhältnis. In die BLUETOOTH-EXPLORER UWB system, die signal bandbreite B ist so hoch wie 500 MHz bis 7,5 GHz. Daher, auch wenn das signal-rausch-verhältnis SNR ist niedriger, die BLUETOOTH-EXPLORER UWB system können erreichen eine übertragung rate von mehreren hundert megahertz zu 1 Gb/s über eine kurze strecke. Zum beispiel, wenn sie ein 7 GHz bandbreite, auch mit ein signal-rausch-verhältnis als niedriger als-10 dB, die theoretische kanal kapazität können erreichen 1 Gb/s. Daher, BLUETOOTH-EXPLORER UWB technologie ist sehr geeignet für kurze-abstand high-speed transmission anwendungen (wie high-speed-WPAN), das kann erheblich verbessern die raum kapazität. Theoretische studien haben gezeigt, dass die raum kapazität von BLUETOOTH-EXPLORER UWB-basierend WPANs ist ein bis zwei aufträge von magnitude höher als die aktuelle WLAN standard IEEE 802.11.a.
(2) geeignet für kurzstrecken kommunikation
Nach die FCC vorschriften, die abgestrahlte power von die BLUETOOTH-EXPLORER UWB system ist sehr begrenzte, und die insgesamt abgestrahlte power in die 3,1 GHz zu 10,6 GHz band ist nur 0,55 mW, die ist viel niedriger als die traditionellen schmalband system. Als die übertragung abstand erhöht, die signal power werden weiterhin zerfall. Daher, das empfangene signal zu rauschen verhältnis kann ausgedrückt als eine funktion der übertragung abstand SNRr (d ). Für Shannon formel, die kanal kapazität können ausgedrückt werden als funktion von abstand.
C(d)= B× log2[1 + SNRr(d)] (2)
Zusätzlich, ultra-breitband signale haben eine extrem reiche frequenz komponente. Es ist gut bekannt, dass drahtlose kanäle exhibit verschiedene verblassen eigenschaften in verschiedenen frequenz bands. Da die hohe frequenz signal fading ist extrem schnell wie die übertragung abstand erhöht, diese ursachen verzerrung der BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal, wodurch ernsthaft beeinflussen system leistung. Forschung zeigt, dass, wenn der abstand zwischen transceiver ist weniger als 10m, die kanal kapazität von BLUETOOTH-EXPLORER UWB system ist höher als die von WLAN system mit 5GHz band. Wenn der abstand zwischen transceiver übersteigt 12m, der vorteil von BLUETOOTH-EXPLORER UWB system in kanal kapazität wird nicht mehr existieren. Daher, die BLUETOOTH-EXPLORER UWB system ist besonders geeignet für kurze-palette kommunikation.
(3) gute koexistenz und vertraulichkeit
Aufgrund der extrem niedrige strahlung spektrale dichte von die BLUETOOTH-EXPLORER UWB system (weniger als-41,3 dBm/MHz), für traditionelle schmalband systeme, die spektrale dichte von die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal ist auch unten die hintergrund noise ebene. Die störungen von die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal zu die schmalband system kann als breitband weiß. Lärm. Daher, BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme haben gute koexistenz mit traditionellen schmalband systeme, die ist sehr vorteilhaft für die verbesserung der nutzung der zunehmend engen drahtlose spektrum ressourcen. Zur gleichen zeit, der extrem niedrige strahlung spektrale dichte macht die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal sehr verdeckte und schwierig zu abzufangen, die ist sehr vorteilhaft für die verbesserung der kommunikation vertraulichkeit.
(4) starke multipath auflösung und hohe positionierung genauigkeit
Seit die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal verwendet eine schmalen impuls mit einer sehr kurzen dauer, seine zeit und räumliche auflösung sind sehr stark. Daher, die multipath auflösung von die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal ist extrem hoch. Die extrem hohe multipath auflösung gibt die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal high-genauigkeit ranging und positionierung fähigkeiten. Für kommunikation systeme, die multipath auflösung von BLUETOOTH-EXPLORER UWB signale muss dialectically analysiert. Die zeit selektivität und frequenz selektivität der drahtlose kanal sind schlüssel faktoren, dass beschränken die leistung der wireless kommunikation system. In schmalband systeme, nicht zu unterscheiden multipaths wird verblassen, während BLUETOOTH-EXPLORER UWB signale kann sie trennen und kombinieren sie mit vielfalt empfang techniken. Daher, die BLUETOOTH-EXPLORER UWB system hat eine starke anti-fading-fähigkeit. Jedoch, die extrem hohe multipath auflösung von die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal auch ergebnisse in schweren zeit dispersion (frequenz selektive verblassen) der signal energie, und die empfänger müssen erfassen ausreichende signal energie durch einbußen komplexität (erhöhung der vielfalt anzahl). Diese wird pose eine ernsthafte herausforderung zu empfänger design. In die tatsächlichen BLUETOOTH-EXPLORER UWB system design, die signal bandbreite und empfänger komplexität muss beeinträchtigt zu erhalten die ideale kosten leistung.
(5) kleine größe und niedrigen strom verbrauch
Die traditionellen BLUETOOTH-EXPLORER UWB technologie nicht erfordern eine sinusförmige träger, und die daten ist modulierte zu übertragen auf eine nanosekunden oder sub-nanosekunden basisband schmalen impuls. Verwendet der empfänger die korrelator zu direkt durchführen signal erkennung. Die transceiver nicht erfordern komplexe träger frequenz modulation/demodulation schaltungen und filter. Daher, system komplexität können stark reduziert werden, und transceiver volumen und power verbrauch reduziert werden kann. Die neue definition von BLUETOOTH-EXPLORER UWB durch FCC erhöht die schwierigkeit der carrierless puls gestaltung zu einem gewissen grad. Jedoch, mit der entwicklung von semiconductor technologie und die entstehung von neue pulse generation technologie, BLUETOOTH-EXPLORER UWB system noch erbt die kleine größe und niedrigen strom verbrauch der traditionellen BLUETOOTH-EXPLORER UWB eigenschaften.
BLUETOOTH-EXPLORER UWB puls bildet technologie:
Jede digitale kommunikation system muss nutzen ein signal, dass ist gut abgestimmt, um die kanal zu tragen informationen. Für lineare modulation systeme, die modulierte signale kann gleichmäßig vertreten als:
S (t)= & summe; Ing(t -T ) (3)
Wobei In ist eine sequenz von diskrete daten symbole durchführung informationen; T ist eine dauer von daten symbole;
G (t) ist eine zeit domain gestaltung wellenform. Die betriebs frequenz band, signal bandbreite, strahlung spektrale dichte, out-of-band strahlung, übertragung leistung, umsetzung komplexität und andere faktoren der kommunikation system hängen auf das design von g(t).
Für BLUETOOTH-EXPLORER UWB kommunikation systeme, die bandbreite der geformt signal g(t) muss größer als 500 MHz und die signal energie sollte konzentriert werden in die 3,1 GHz zu 10,6 GHz band. Frühen BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme verwendet nanosekunden/sub-nanosekunden carrierless Gaussian einzel-zyklus impulse mit ein signal spektrum konzentriert unten 2 GHz. Die FCC der neudefinition von BLUETOOTH-EXPLORER UWB und die zuordnung von spektrum ressourcen setzen neue anforderungen auf signal gestaltung, und die signal gestaltung schema muss eingestellt werden. In den letzten jahren, viele effektive methoden haben entstanden, wie träger modulation basierend bildet techniken, hermit orthogonal puls gestaltung, und ellipsenförmigen welle (PSWF) orthogonal puls gestaltung.
Gaussian einzel-zyklus puls:
Gaussian einzel-zyklus impulse,, dass ist, die derivate von Gauß impulse, sind die meisten vertreter carrierless impulse. Jede bestellung pulse wellenform kann erhalten werden durch aufeinander ableitung von die Gaussian erste derivat.
Wie die reihenfolge der puls signal erhöht, die anzahl der null-kreuzung punkte nach und nach erhöht, und die center frequenz der signal bewegt sich in richtung die hohe frequenz, aber die bandbreite der signal nicht ändern deutlich, und die relative bandbreite allmählich verringert. Frühen BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme verwendet erste-auftrag, zweite-auftrag impulse, und die signal frequenz komponenten weiterhin von DC bis 2 GHz. Nach die FCC der neue definition von BLUETOOTH-EXPLORER UWB, sub-nanosekunden impulse von auftrag 4 oder höher muss verwendet werden, um erfüllen die strahlung spektrum anforderungen. Abbildung 3 zeigt eine typische 2 ns Gaussian einzel-zyklus puls.
Träger modulation bildet technologie:
In prinzip, BLUETOOTH-EXPLORER UWB anforderungen erfüllt werden können so lange wie die signal -10dB bandbreite ist größer als 500MHz. Daher, herkömmlichen signal gestaltung systeme für träger-ausgestattet kommunikation systeme können werden portiert BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme. In dieser zeit, die BLUETOOTH-EXPLORER UWB signal design ist umgewandelt in eine low-pass puls design, und die signal spektrum können flexibel bewegt auf die frequenz achse durch träger modulation.
EINE geformte puls mit einem träger kann ausgedrückt als:
W (t)= p(t)cos(2 & pi;fct)(0 ≤t ≤Tp) (4)
Wo p(t) ist die basisband puls der dauer Tp; fc ist die träger frequenz, dh die signal center frequenz. Wenn das spektrum der basisband puls p(t) ist P(f), das spektrum der schluss förmigen puls ist:
Es kann gesehen werden, dass das spektrum der förmigen puls hängt auf die basisband puls p(t), und die BLUETOOTH-EXPLORER UWB design anforderung erfüllt werden können so lange wie die-10 dB bandbreite von p(t) ist größer als 250 MHz. Durch einstellen der träger frequenz fc, die signal spektrum können flexibel bewegt in die palette von 3,1 GHz bis 10,6 GHz. Wenn kombiniert mit frequenz hopping (FH) technologie, eine frequenz hopping mehrere zugang (FHMA) system kann bequem gebaut. Diese puls gestaltung technik ist in vielen IEEE 802.15.3 eine standard vorschläge. Abbildung 4 zeigt eine typische träger-korrigiert cosine puls mit einem zentrum frequenz von 3,35 GHz und eine-10 dB bandbreite von 525 MHz.
Hermite orthogonalen impuls:
Hermite impulse sind eine klasse von orthogonalen impuls gestaltung methoden, die wurden erste geplanten für hohe-HIGH-SPEED-UWB kommunikation systeme. Kombiniert mit multi-ary puls modulation kann effektiv erhöhen die system übertragung rate. Diese art von pulse wellenform ist abgeleitet von der Hermite polynom. Die puls gestaltung methode ist dadurch gekennzeichnet, dass die energie ist konzentriert auf die niedrigen frequenz, und die wellenformen der wellenformen der jeweiligen aufträge sind erheblich verschiedene, und die FCC anforderungen erfüllt werden können durch mit der träger zu verschieben die spektrum.
PSWF quadrature puls:
Die PSWF puls ist eine ähnliche art von "zeit grenze-band grenze" signal, die hat eine sehr gute wirkung in band-begrenzte signal analyse.
Im vergleich zu Hermite impulse, PSWF impulse kann konzipiert direkt zu die ziel frequenz band und bandbreite anforderungen ohne die notwendigkeit für komplexe träger modulation für spektrale verschiebung. Daher, die PSWF puls gehört die carrierless bildet technik, die ist vorteilhaft für vereinfachung die komplexität der transceiver.
BLUETOOTH-EXPLORER UWB modulation und mehrere zugang technologie:
Die modulation methode bezieht sich auf die art und weise, in die signal trägt informationen. Es nicht nur bestimmt die gültigkeit und zuverlässigkeit der kommunikation system, aber auch wirkt die spektrum struktur und empfänger komplexität der signal. Für das problem, dass mehrere zugang technologie löst das problem der mehrere benutzer sharing kanäle, eine angemessene mehrere zugang schema können erheblich verbessern multi-benutzer kapazität während störungen zu reduzieren zwischen benutzer. Die modulation systeme verwendet in BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme können unterteilt werden in zwei breite kategorien: modulation basierend auf ultra-breitband impulse, und orthogonalen multi-träger modulation basierend auf OFDM. Mehrere zugang technologien umfassen: zeit-hopping mehrere zugang, frequenz hopping mehrere zugang, direkte verbreitung code division mehrere zugang, und wellenlänge division mehrere zugang. In die system design, die modulation modus und die mehrere zugang modus kann angemessen.
BLUETOOTH-EXPLORER UWB modulation technologie:
(1) Pulse position modulation
Pulse Position Modulation (PPM) ist eine modulation schema, dass verwendet puls positionen zu tragen daten informationen. Entsprechend der anzahl von diskrete daten symbol staaten verwendet, es können unterteilt werden in binary PPM (2PPM) und multi-ary PPM (MPPM). In diesem modulation modus, es sind zwei oder M positionen wo impulse auftreten können in einem puls wiederholung zeitraum, und die puls positionen sind in einem-zu-eine korrespondenz mit die symbol staaten. Nach der beziehung zwischen dem abstand zwischen benachbarten puls positionen und die puls breite, es können unterteilt werden in teilweise überlappenden PPM und orthogonal PPM (OPPM). In die teilweise überlappenden PPM, in auftrag, um die zuverlässigkeit der system übertragung, die negative puls punkte der puls autocorrelation funktion sind in der regel ausgewählt zu werden benachbarten zu jeder andere, wodurch die maximierung der Euklidischen abstand von benachbarten symbole. In OPPM, die pulse position ist in der regel bestimmt in abständen von puls breite. Verwendet der empfänger die korrelator durchführen kohärente erkennung an die entsprechende stelle. In ansicht der komplexität und power begrenzung der BLUETOOTH-EXPLORER UWB system, in praktische anwendungen, die häufig verwendet modulation methode ist 2PPM oder 2OPPM.
Der vorteil von PPM ist, dass es nur bedürfnisse, um die pulse position nach die daten symbol, und nicht müssen das pulse amplitude und polarität, so, dass modulation und demodulation können realisiert werden mit niedrigeren komplexität. Daher, PPM ist eine weit verbreitete modulation methode in frühen BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme. Jedoch, da die PPM signal ist unipolaren, es sind oft diskrete spektrale linien mit höher amplituden in die strahlung spektrum. Wenn diese linien sind nicht unterdrückt, es wird schwierig, erfüllen die FCC anforderungen für die strahlung spektrum.
(2) Pulse amplitude modulation
Pulse amplitude modulation (PAM) ist eine der am häufigsten verwendet modulation methoden für digitale kommunikation systeme. In BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme, multi-ary PAM (MPAM) sollte nicht verwendet werden für umsetzung komplexität und power effizienz. Es gibt zwei möglichkeiten, um zu verwenden PAM allgemein verwendet in BLUETOOTH-EXPLORER UWB systeme: Auf-Off Keying (OOK) und Binary Phase Shift Keying (BPSK). Die ehemalige kann reduzieren die empfänger komplexität durch mit nicht-kohärente erkennung, während die letztere können besser gewährleisten die übertragung zuverlässigkeit durch mit kohärente erkennung.
Im vergleich mit 2PPM, BPSK können höhere übertragung zuverlässigkeit unter die gleiche strahlung power, und es ist keine diskrete spektrum in die strahlung spektrum.
(3) wellenform modulation
Wellenform modulation (PWSK) ist eine modulation schema geplanten in kombination mit multi-orthogonal wellenformen wie Hermite impulse. In diesem modulation modus, M gegenseitig orthogonal gleich energie puls wellenformen sind verwendet zu tragen daten informationen, und jeder impuls wellenform entspricht eine M-ary daten symbol. Bei der empfangenden ende, M parallel korrelatoren sind verwendet für signal empfang, und maximale wahrscheinlichkeit erkennung ist verwendet zu komplette daten recovery. Da die verschiedenen puls energien sind gleich, die übertragung effizienz verbessert werden kann ohne die erhöhung der strahlung power. In der fall der gleiche puls breite, eine höhere symbol übertragung rate als MPPM erreicht werden kann. Zur gleichen symbol rate, seine power effizienz und zuverlässigkeit sind höher als MPAM. Seit diese modulation verfahren erfordert mehr gestaltung filter und korrelatoren, die umsetzung komplexität ist höher. Daher, es ist selten verwendet in praktische systeme und ist derzeit begrenzt zu theoretische forschung.
Paket enthalten:
1 x BLUETOOTH-EXPLORER UWB Ultra Breitband Antenne
