CÔNG NGHỆ UWB

CÔNG NGHỆ UWB
GVHD: TS. Lê Quốc Cường
HVTH: Đào Anh Vũ
Nội dung
Tổng quan về công nghệ UWB.
1
Phân tích tín hiệu UWB
2
Bộ thu phát UWB.
3
Đánh giá – Kết luận.
4
Tổng quan về UWB
Nội dung
2. Lịch sử phát triển1. Giới thiệu
3. Ưu điểm
4. Thách thức
6. Tổng kết
5. Ứng dụng
Giới thiệu

UWB - Ultra wideband – nghĩa là băng siêu rộng:
là kỹ thuật truyền tín hiệu không dây bằng cách
sử dụng các xung (pulse) tần số rất cao.

UWB được quy định ở tần số 3.1GHz đến 10.6
GHz với băng thông lớn hơn 500MHz.

UWB sử dụng các xung có độ rộng rất hẹp cỡ
ns, mức công suất phát rất thấp ( - 41.25dBm
theo FCC - Federal Communications

Commission: ủy ban truyền thông liên bang).

Khoảng cách truyền dẫn nhỏ.

Không dùng sóng mang.

Các tên gọi khác : Carrier Free, Baseband,
Impusle
Lịch sử phát triển

Cuối năm 1950, xuất hiện nhu cầu phân tích đáp ứng
xung của sóng vi ba (tại phòng thí nghiệm Lincola,
Sperry, …)

1965, Ross phát triển công nghệ UWB tại trung tâm
nghiên cứu Sperry

1978, Ross và một số người khác lần đầu tiên trình bày
về hệ thống truyền thông UWB.

1986, Hệ thống truyền thông UWB dựa trên xung ngắn
được đưa ra bởi Ross và Fontana.

1990, Đánh giá công nghệ UWB.

1994, Các chương trình truyền thông UWB không phân
loại đầu tiên.

1998, Thông tin qui định của FCC đối với các hệ thống
UWB.


2002, Báo cáo và qui định đầu tiên của FCC đối với các
hệ thống UWB.
Ưu điểm của UWB
1
2 3
4
Dung
lượng
kênh lớn
Mật độ
phổ công
suất cực
thấp
Tính bảo
mật cao
Giá
thành
thấp
Giá
thành
thấp
5
Khả năng
chống và
tận dụng
đa đường
6
6
Thách thức


Truyền thông vô tuyến luôn luôn phải qui định sao cho
tránh được nhiễu từ các người dùng khác nhau trên cùng
một phổ tần

Khả năng cùng tồn tại với các hệ thống truyền thông cũ,

Tạo ra tín hiệu UWB với độ rộng xung rất hẹp.

Các nhà sản xuất chấp nhận các tiêu chuẩn để đảm bảo
sự tương thích giữa các thiết bị UWB. Hiện nay vẫn chưa
có sự nhất trì hoàn toàn về các chuẩn thì khả năng có sự
xung đột giữa các tiêu chuẩn cũng như các thiết bị là rõ
ràng.

Các vấn đề nhiễu vẫn còn đang được kiểm tra.
Ứng dụng

Truyền thông và cảm biến

Phân phối dữ liệu, video, âm thanh thông qua kết nối vô
tuyến, chủ yếu dùng cho mạng WPAN (Wireless Personal
Area Network). Nó kết nối tất cả các loại thiết bị đa dạng
như: các PDA, máy di động, TV, tủ lạnh, máy tính, …

Mạng cảm biến: bao gồm một số lượng lớn các trạm trải
trên một vùng nào đó. Các trạm có thể cố định, ví dụ triển
khai để theo dõi tình trạng ô nhiễm, hoặc di động

Định vị


Cho phép sự định vị chính xác và theo dõi các đối tượng
chuyển động trong nhà với độ chính xác vài centimet.
Chẳng hạn như điều khiển từ xa từ thiết bị di động các ứng
dụng trong nhà hay hệ thống an ninh thực hiện nhận diện
và mở cửa cho bạn, v.v…

Radar

Các thiết bị radar này có thể phát hiện vị trí và chuyển động
của các đối tượng gần một phương tiện đi lại, tích cực khả
năng tránh xung đột
Chương 2
Hệ thống UWB
Nội dung
Định nghĩa tín hiệu UWB
1
Các dạng xung đơn chu kỳ
2
Các phương pháp điều chế
3
Định nghĩa tín hiệu UWB

Tín hiệu UWB được định nghĩa là tín hiệu với độ
rộng băng lớn hơn 20% tần số trung tâm.

Độ rộng băng lớn hơn 500 MHz.
Các dạng xung đơn chu kỳ

Dạng xung cơ bản được sử dụng trong

UWB thường được gọi là monocycle (đơn
chu trình) vì nó chỉ có một chu kì.

Các dạng xung phổ biến là các xung
Gaussian, Laplacian, Rayleigh và
Hermittian ,v,v.

Sử dụng xung Gaussian vì các kĩ thuật sử
dụng để tạo các xung Gaussian là tương
đối đơn giản.
Xung đơn chu kỳ Gaussian

Là một tín hiệu băng rộng, tần số trung
tâm và độ rộng băng phụ thuộc vào độ
rộng của chu kỳ đơn. Trong miền thời
gian, xung đơn chu kỳ Gaussian có dạng:
Xung đơn chu kỳ Gaussian

Trong đó là hệ số thời gian xác định độ
rộng của đơn chu kỳ. Trong miền tần số,
biến đổi Fourier của xung đơn chu kỳ
Gaussian là:

Tần số trung tâm f
c
phải thoả mãn:
Các phương pháp điều chế trong
UWB
Điều chế dựa trên thời
gian: điều chế vị trí xung

Điều chế dựa trên dạng xung