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UWB 系统共存性研究

在频率资源日益紧张的情况下，UWB 技术与现有无线通信系统共享频率资源，提高频谱利用率，从而实现高速通信。然而正是由于 UWB系统这种“底层传输”的通信方式，使其必然与现有无线通信系统有频谱重叠的部分，产生相互干扰。 这已经成为制约 UWB 技术发展的重要因素。也成为各国学者、相关部门关注的焦点。

2002 年美国联邦通信委员会 FCC 在他们的初步报告及随后召开的会议明确规定：UWB 技术不能干扰已存在或计划部署的无线系统，特别是安全服务通信系统；IEEE802.15.2 专门研究在 2.4GHz 的 ISM 波段内无线通信系统干扰抑制及共存方案：2004 年成立的 IEEE802.19 小组，着重解决 WLAN 与 WPAN 的相互干扰问题，其中最重要的一部分就是 UWB 与 WLAN 的相互影响及干扰抑制方案。

1 国内外对 UWB 与其他系统共存性研究

Giuliano and Mazzenga (2005)研究了UWB系统 对 UMTS(universal mobile elecommunications

system)、GPS和DCS1800及固定的无线系统干扰和共存，文中指出，当脉冲中心频率棱镜控制在3.1～10.6GHz范围内，对其他系统的干扰几乎可以我们认为忽略。

Yoon (2006) 通过检测UWB系统功率谱密度（PSD）研究UWB系统对手持设备WiBro 塑料袋特别是超薄塑料袋system的干扰，文中证明UWB系统带外2.3 GHz处可接受的带外辐射为功率密度为–80 dBm/MHz，Yoon在2007年发表的文章中重申了这一结论。

Porcino (2003) 研 究 了 UWB 系 统 与 fixedwireless access (FWA)的共存问题，文中认为只要UWB系统与fixed wireless access (FWA)系统收发装备的距离大于200 m之上，这两个系统便可以实现和平共存。

缠绕机Hamalainen et al (2002)研究了UWB 系统与GSM900、UMTS/WCDMA 和 GPS的共存，根据不同的脉冲长度，给出了不同的BER（bit errorrate ），他用同样的方法研究了 UWB 系统与IEEE802.11a 和UMTS的共存问题，采用S-V信道模型，根据不同的直接序列调制和时间调制，得出了不同的BER参数。

Sarfaraz et al (2005)认为DS-UWB只有功率密 度 低 于 –80 dBm/MHz 才 能 在 此 子 带 上 对WiMAX的影响最小。

Hamalainen et al. (2006)研究了UWB收发机与UMTS移动的共存。实验设置两个场景：第一个，在无反射的房间里运行UMTS移动，第二个场景是在真实络环境里运行UMTS移动，与FCC规定符合的UWB收发机用来作为干扰源，实验表明，UMTS可以和UWB 高

频脉冲收发机共存。

我国在UWB干扰问题的研究上还处于起步阶段，取得的成果主要集中在信号产生及有效辐射方面。电子科技大学、东南大学、北京邮电大学等研究机构在脉冲产生器、超宽带天线等方面取得了进展。中国通信标准化协会(CCSA)于2005年初在无线通信技术工作委员会成立专门工Porcino (2003) 研 究 了 UWB 系 统 与 fixedwireless access (FWA)的共存问题，文中认为只要UWB系统与fixed wireless access (FWA)系统收发装备的距离大于200 m之上，这两个系统便可以实现和平共存。

Hamalainen et al (2002)研究了UWB 系统与GSM900、UMTS/WCDMA 和 GPS的共存，根据不同的脉冲长度，给出了不同的BER（bit errorrate ），他用同样的方法研究了 UWB 系统与IEEE802.11a 和UMTS的共存问题，采用S-V信道模型，根据不同的直接序列调制和时间调制，得出了不同的BER参数。

Sarfaraz et al (2005)认为DS-UWB只有功率密 度 低 于 –80 dBm防水墙/MHz 才 能 在 此 子 带 上 对WiMAX的影响最小而且和主针不重合。

Hamalainen et al. (2006)研究了UWB收发机与UMTS移动的共存。实验设置两个场景：第一个，在无反射的房间里运行UMTS移动，第二个场景是在真实络环境里运行UMTS移动，与FCC规定符合的UWB收发机用来作为干扰源，实验表明，UMTS可以和UWB 高频脉冲收发机共存。

我国在UWB干扰问题的研究上还处于起步阶段，取得的成果主要集中在信号产生及有效辐射方面。电子科技大学、东南大学、北京邮电大学等研究机构在脉冲产生器、超宽带天线等方面取得了进展。中国通信标准化协会(CCSA)于2005年初在无线通信技术工作委员会成立专门工作组，研究UWB与其他无线通信系统干扰保护问题，完成了一系列研究报告，如：UWB与TD-SCDMA 干 扰 保 护 研 究 、 UWB 与 IMT-2000FDD、UWB与IMT-2000 FDD、UWB与GSM、UWB与IMT-Advanced。一些大的通信公司，如Intel中国研究中心、大唐移动、鼎桥通信、中兴通讯也参与了该项目研究。

另外，超宽带系统的带外辐射干扰的研究还局限于工程上的估算，很难用理论计算的方法准确计算。

2 IR-UWB 系统共存技术

IR-UWB与现有窄带无线通信系统的干扰的产生原因，普遍认为来自两个方面：第一，频谱重叠；第二，UWB的突发峰值功率。对于前者UWB发射信号波形决定了UWB的功率谱包络，而后者的峰值功率取决于功率谱中的离散谱线。针对以上的干扰问题，目前国内外解决IR-UWB系统与现有窄带无线通信系统共存的问题主要有3种方式：

(1) 脉冲成形设计。

应满足FCC频谱模板要求并具有很高的频谱利用率，且能有效抑制干扰的特性。主要通过软频谱适配（SSA）方法来实突破全膜法氯碱生产新技术和成套装置现脉冲波形的设计。目前国内外研究主要有以下成果：高斯脉冲信号，升余弦脉冲成形，基于Hermite矩阵特征向量分解的脉冲，基于合金带PSWF的脉冲波形，基于Chirp脉冲压缩的脉冲波形，清华大学朱刚老师将Chirp脉冲压缩方法和Hermite矩阵特征向量分解结合提出改进脉冲生成方法。

(2) 陷波设计。

主要思想是通过陷波滤波器将有干扰的频点滤除。目前应用在IR-UWB与现有窄带无线通信系统的陷波滤波器研究比较少。

(3) 平滑PSD技术。

不是解决共存问题的主流方式，仅起辅助作用。