為了傳輸信息，在TM-UWB 通信系統中，常采用脈沖位置調制PPM技術（每個脈沖出現位置超前或落后于標準時刻一個特定的時間來表示一個特定的信息，即超前表示信息“0”，落后表示信息“1”） 來調制單周脈沖序列串，這將有利于最優(yōu)匹配技術的使用。TM-UWB 通信系統接收機使用交叉相關器（Correlator）便很容易將淹沒在噪聲中的信號檢測出來。圖 3顯示了PPM示意圖。

調制前的原始平均周期是PRIavg ，它和調制量的數值都很小（如100ns 和100ps） ，這樣調制后在接收端需要用匹配濾波技術才能正確接收。可以看出，調制后降低了頻譜的尖峰幅度，但由于調制的時間偏移量不夠大也不夠雜亂，因此頻譜仍不夠十分平滑。

信道編碼

對一個相對長時間幀內的脈沖序列串用偽隨機噪聲碼（即PN 序列碼） 按脈沖位置進行編碼調制可實現信道編碼。在信道編碼中采用PN 序列碼可以給TM-UWB 通信系統帶來許多優(yōu)越特性，諸如可解決TM-UWB 通信系統中的多用戶共享信道、可具有較強的保密性和抗干擾性等問題。此外在時域中使脈沖串具有隨機變化的時間偏移量還可以進一步平滑信號的頻譜。

圖4 顯示了偽隨機時間間隔調制編碼后的脈沖序列的時域波形和頻域特性。信號頻譜已經接近白噪聲頻譜，功率小了許多，這都是偽隨機編碼產生的效果。適當地選擇 PN 序列碼組，保證組內各個碼字相互正交或接近正交，則可實現碼分多址（CDMA） 。對時域脈沖串的時間偏移量有時大到幾個ns ，但實際中占空比仍控制在小于1 %的情況下，每秒重復1～40Mpps （ 每秒脈沖個數） 。

在無線通信中的應用

TM-UWB 技術是一種使用1GHz 以上帶寬的最先進的無線通信技術，它能實現高速的數據傳輸，最大數據傳輸速度可達到幾十Mbps～幾百Mbps?，F有的通信系統，一般情況下耗電量要達到幾百mW～幾W，而TM-UWB 系統則可以大幅度減至現有系統的1/ 100～1/ 1 000 ，即耗電量僅有幾十μW。

TM-UWB 技術也是一種可以將微弱無線電脈沖信號分散在寬闊頻帶中進行傳送的無線通信技術， 與Bluetooth、IEEE802. 11b、IEEE802. 11a 等現有的無線通信技術相比，受干擾的影響很小，因此可獲得與室內有線通信一樣的優(yōu)異性能。這種性能非常適用于攝像機、筆記本電腦、DVD 單放機以及數碼相機等家用產品之間的短距離無線通信。TM-UWB 極有可能作為家電設備和便攜式終端的無線通信技術而得到廣泛利用。作為室內通信用途，美國聯邦通信委員會（FCC） 已經將3. 1GHz～10. 6GHz頻帶向UWB 通信開發(fā)。IEEE802 委員會也將UWB 作為PAN（Personal Area Network） 基礎技術的候選對象來進行研究和探討。

TM-UWB 收發(fā)信機特點

圖5 顯示了一個TM-UWB 無線通信系統收發(fā)信機的結構框圖。與傳統的無線通信系統收發(fā)信機結構相比，TM-UWB 無線通信系統收發(fā)信機的結構相對簡單，發(fā)射機和接收機都沒有本振、功放、PLL（鎖相環(huán)） 、VCO（壓控振蕩器） 、混頻器等。

相應地，能在TM-UWB 無線通信系統中使用的合適技術是相關接收，關鍵部件被稱為相關器（correlator） 。相關器用準備好的模板波形乘以接收到的射頻信號，再積分就得到一個直流輸出電壓。相乘和積分只發(fā)生在脈沖持續(xù)時間內，處理過程一般在不到1ns 的時間內完成。模板波形匹配時，相關器的輸出量度了接收到的單周脈沖和模板波形的相對時間位置差，因此可以說相關器實質上是改進了的延遲探測器。

TM-UWB 系統性能分析

在TM-UWB 信號占用的頻帶范圍內，所有其他的信號對TM-UWB 系統來說都是干擾信號，然而對工作在無線環(huán)境中，擁有相同頻帶空間的傳統無線通信系統，和TM-UWB 無線通信系統可以做到互不干擾，這主要依靠TM-UWB 系統綜合運用偽隨機編碼、隨機時間調制以及相關解調技術等。

常用處理增益來衡量TM-UWB 無線通信系統接收機的抗噪聲能力，通常近似定義為信號的RF 帶寬與信號的信息帶寬之比（再化成分貝） 。TM-UWB 無線通信系統一般具有較大的處理增益。一個具有8kHz 信息帶寬、1. 25MHz 信道帶寬的CDMA 擴頻通信系統其處理增益為156 （即22dB） ，而一個TM-UWB 通信系統用2GHz 信道帶寬來傳輸相同的8kHz 帶寬的信息，其得到的處理增益為250 000（54dB） 。

存在于蜂窩無線移動通信中的瑞利衰落或多徑衰落是一種“連續(xù)波”現象，因而當連續(xù)時間正弦波信號在室內傳播時多徑干擾現象就不可避免。由于受到建筑物內部和周圍多徑現象的干擾，使傳統連續(xù)波無線電信號的傳輸特性變得較差，只有通過提高發(fā)射功率或采用更好的信號處理技術來減小多徑干擾的影響。而TM-UWB 通信技術本身就特別適合室內使用，由于采用Rake 接收機技術因而具有抗多徑衰落的固有魯棒性。

結束語

TM-UWB 技術具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，它深刻地沖擊著傳統的定頻通信概念。即使是現在得到廣泛應用的擴頻通信仍然需要占據一定的固定帶寬，這是 因為在擴頻之前信息要調制到一個固定的載頻上，而不是像TM-UWB 技術用持續(xù)時間為ns 級的單周脈沖。在國FCC于2002 年2 月4 日正式通過認可UWB 技術可應用于民用通信環(huán)境的最終規(guī)定后，有相當的機構正在致力于UWB 技術用于短距離無線數據通信領域的研究。