超宽带信号发射方法和设备

摘要

本发明实施例公开了一种超宽带(UWB)信号发射方法，将信号加载在定频双载波组上进行发射，组成该定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和2；或者，将信号在第一、第二、第三和第四双载波组间进行跳频双载波发射；第一、第二、第三以及第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、4、5、6、7、8、9和10之一的载波组成；组成每个双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等；子频段1和2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；子频段3、4、5、6、7、8、9和10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个子频段的带宽为264MHz。本发明实施例同时公开了一种UWB信号发射设备。应用本发明实施例所述的方法和设备，能够充分利用中国UWB频谱模板中建议的频谱资源，并降低了网络内同频干扰的概率，提高了网络的性能。

权利要求

1.一种超宽带UWB信号发射方法，其特征在于，该方法包括：

将信号加载在定频双载波组上进行双载波发射，组成所述定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和子频段2；或者将信号在第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组间进行跳频双载波发射；

所述第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成；

组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第二双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第三双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，和组成所述第四双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等；其中，组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为528MHz或者2×528MHz；

所述子频段1和所述子频段2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；所述子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个所述子频段的带宽为264MHz。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为528MHz时，所述第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别为：三五载波组、四六载波组、七九载波组和八十载波组；

或者，组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为2×528MHz时，所述第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别为：三七载波组、四八载波组、五九载波组和六十载波组；

所述三五载波组为频率位于所述子频段3的载波和频率位于所述子频段5的载波组成的双载波组；

所述四六载波组为频率位于所述子频段4的载波和频率位于所述子频段6的载波组成的双载波组；

所述七九载波组为频率位于所述子频段7的载波和频率位于所述子频段9的载波组成的双载波组；

所述八十载波组为频率位于所述子频段8的载波和频率位于所述子频段10的载波组成的双载波组；

所述三七载波组为频率位于所述子频段3的载波和频率位于所述子频段7的载波组成的双载波组；

所述四八载波组为频率位于所述子频段4的载波和频率位于所述子频段8的载波组成的双载波组；

所述五九载波组为频率位于所述子频段5的载波和频率位于所述子频段9的载波组成的双载波组；

所述六十载波组为频率位于所述子频段6的载波和频率位于所述子频段10的载波组成的双载波组。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将信号在第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组间进行跳频双载波发射包括：当组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段的频率间隔为528MHz时，以：

从所述三五载波组跳频到所述四六载波组，从所述四六载波组跳频到七九载波组，从所述七九载波组跳频到八十载波组，再从所述八十载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述四六载波组，从所述四六载波组跳频到八十载波组，从所述八十载波组跳频到七九载波组，再从所述七九载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述七九载波组，从所述七九载波组跳频到四六载波组，从所述四六载波组跳频到八十载波组，再从所述八十载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述七九载波组，从所述七九载波组跳频到八十载波组，从所述八十载波组跳频到四六载波组，再从所述四六载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述八十载波组，从所述八十载波组跳频到四六载波组，从所述四六载波组跳频到七九载波组，再从所述七九载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述八十载波组，从所述八十载波组跳频到七九载波组，从所述七九载波组跳频到四六载波组，再从所述四六载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，进行跳频双载波发射；

当组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段的频率间隔为2×528MHz时，以：从所述三七载波组跳频到所述四八载波组，从所述四八载波组跳频到五九载波组，从所述五九载波组跳频到六十载波组，再从所述六十载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述四八载波组，从所述四八载波组跳频到六十载波组，从所述六十载波组跳频到五九载波组，再从所述五九载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述五九载波组，从所述五九载波组跳频到四八载波组，从所述四八载波组跳频到六十载波组，再从所述六十载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述五九载波组，从所述五九载波组跳频到六十载波组，从所述六十载波组跳频到四八载波组，再从所述四八载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述六十载波组，从所述六十载波组跳频到四八载波组，从所述四八载波组跳频到五九载波组，再从所述五九载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述六十载波组，从所述六十载波组跳频到五九载波组，从所述五九载波组跳频到四八载波组，再从所述四八载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，进行跳频双载波发射。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行跳频双载波发射包括：

将两个正交频分复用OFDM符号A1和A2作为一组；在第一时刻，在一双载波组的第一个载波上发送所述A1，在所述双载波组的第二个载波上发送所述A2；

在第二时刻，在所述第一个载波上发送-A2*，在所述第二个载波上发送A1*；其中，所述-A2*表示所述A2的共轭并取反，所述A1*表示所述A1的共轭。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行跳频双载波发射包括：

在一个双载波组内，所述两个载波用于发射相同的OFDM符号数据；或者；所述两个载波用于发射不同的OFDM符号数据。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行跳频双载波发射包括：

对于两个或两个以上双载波组内的OFDM符号，通过时频编码方式进行跳频双载波发射。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行跳频双载波发射之前，还包括：根据待发送的OFDM符号的个数，设置信号发射的具体跳频方式。

8.一种UWB信号发射设备，其特征在于，该设备包括：

第一发射模块，用于将信号加载在定频双载波组上进行双载波发射，组成所述定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和子频段2；

第二发射模块，用于将信号在第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组间进行跳频双载波发射；所述第一双载波组、第二双载波组、第三双载波组和第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成；组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第二双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第三双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，和组成所述第四双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等；其中，组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为528MHz或者2×528MHz；

所述子频段1和所述子频段2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；所述子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个所述子频段的带宽为264MHz。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第二发射模块进一步包括：

第一子模块，用于分别将两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成一个双载波组，得到第一双载波组、第二双载波组、第三双载波组和第四双载波组，所述组成每个双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为528MHz时，所述第一双载波组、第二双载波组、第三双载波组和第四双载波组分别为：三五载波组、四六载波组、七九载波组和八十载波组；

或者，用于分别将两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成一个双载波组，得到第一双载波组、第二双载波组、第三双载波组和第四双载波组，所述组成每个双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为2×528MHz时，所述第一双载波组、第二双载波组、第三双载波组和第四双载波组分别为：三七载波组、四八载波组、五九载波组和六十载波组；

第二子模块，用于当组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段的频率间隔为528MHz时，以：从所述三五载波组跳频到所述四六载波组，从所述四六载波组跳频到七九载波组，从所述七九载波组跳频到八十载波组，再从所述八十载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述四六载波组，从所述四六载波组跳频到八十载波组，从所述八十载波组跳频到七九载波组，再从所述七九载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述七九载波组，从所述七九载波组跳频到四六载波组，从所述四六载波组跳频到八十载波组，再从所述八十载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述七九载波组，从所述七九载波组跳频到八十载波组，从所述八十载波组跳频到四六载波组，再从所述四六载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述八十载波组，从所述八十载波组跳频到四六载波组，从所述四六载波组跳频到七九载波组，再从所述七九载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，或从所述三五载波组跳频到所述八十载波组，从所述八十载波组跳频到七九载波组，从所述七九载波组跳频到四六载波组，再从所述四六载波组跳频到所述三五载波组的循环跳频方式，进行跳频双载波发射；

当组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段的频率间隔为2×528MHz时，以：从所述三七载波组跳频到所述四八载波组，从所述四八载波组跳频到五九载波组，从所述五九载波组跳频到六十载波组，再从所述六十载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述四八载波组，从所述四八载波组跳频到六十载波组，从所述六十载波组跳频到五九载波组，再从所述五九载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述五九载波组，从所述五九载波组跳频到四八载波组，从所述四八载波组跳频到六十载波组，再从所述六十载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述五九载波组，从所述五九载波组跳频到六十载波组，从所述六十载波组跳频到四八载波组，再从所述四八载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述六十载波组，从所述六十载波组跳频到四八载波组，从所述四八载波组跳频到五九载波组，再从所述五九载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，或从所述三七载波组跳频到所述六十载波组，从所述六十载波组跳频到五九载波组，从所述五九载波组跳频到四八载波组，再从所述四八载波组跳频到所述三七载波组的循环跳频方式，进行跳频双载波发射。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第二发射模块中进一步包括：

控制子模块，用于控制所述第二子模块在进行跳频双载波发射过程中，将每两个OFDM符号A1和A2作为一组，在第一时刻，在一双载波组的第一个载波上发送所述A1，在所述双载波组的第二个载波上发送所述A2，在第二时刻，在所述第一个载波上发送-A2*，在所述第二个载波上发送A1*；其中，所述-A2*表示所述A2的共轭并取反，所述A1*表示所述A1的共轭。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种超宽带(UWB，Ultra-Wideband)信号发射方法和设备。

背景技术

UWB是Ultra-Wide band的简称，是一种以极低的发射功率进行高速无线传输的新型通信技术，被业界普遍认为是下一代短距离(1～100米)无线通信与无线个域网的解决方案之一。
UWB的概念最早是在1989年由美国国防部高级研究计划局(DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency)提出的。美国联邦通信委员会(FCC，Federal Communications Commission)于1998年开始制定UWB的法规，并于2002年2月14日通过了为民用超宽带无线通信技术开放频谱的法规，将超宽带信号定义为“-10dB功率点处的相对带宽大于20％或射频带宽大于500MHz”的信号。
UWB技术比较适合应用在家庭内部，市场前景非常广阔。因此，围绕UWB的标准之争从一开始就非常激烈，曾经有二十几个标准参与竞争，目前只剩下了两个，即，来自飞思卡尔(Freescale)的直接序列扩频(DS，Direct Sequence)UWB以及由德州仪器(TI，Texas Instruments)倡导的多频带正交频分复用联盟(MBOA，Multiband-OFDM Alliance)。
从技术上来讲，MBOA和DS-UWB是无法彼此妥协的。DS-UWB曾提出一个通用信令模式，希望与MBOA兼容，但这种模式在技术上无法实现，所以，被MBOA、美国电机电子标准工程师协会(IEEE，Institution of Electrical andElectronics Engineers)以及无线通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)协会拒绝。从产品上来讲，DS-UWB在开始的时候走在了前面，它的样品在2004年初的时候就已经在拉斯维加斯的消费电子展上展出。但后来的进展比较缓慢，当时存在的问题今天依然存在，例如功耗大、需要两根天线分别收发，以及在天线与接收器中间有阻挡时会出现花屏等。而另一方的MBOA则迎头赶上，来自Staccato公司芯片级的物理层芯片在2004年的第一季度已经完成，八、九月份的时候，配合TI公司的可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)的媒体存取控制器(MAC，Media Access Controller)已经可以工作。这种两芯片的方案相比于DS-UWB的四芯片方案，无论是在成本、体积还是功耗上均占有较大的优势。
MBOA的多频带正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)UWB旨在为消费类电子产品和多媒体应用提供无线连接。在高速率情况下，也可以用作无线USB和无线1394的物理层。该类系统可以与其它系统工作在同一个频段上，例如，可以与802.11a共享频谱。同时，MBOA已经制定出基于多频带OFDM-UWB技术的物理层规范，主要技术指标为：10米范围的速率为110Mbps；4米范围的速率为200Mbps；2米范围的速率为480Mbps。对于DS-UWB和多频带OFDM-UWB两种主流UWB体制，在高度多径环境中，从捕获多径能量的角度看，多频带OFDM-UWB要比DS-UWB好，多频带OFDM-UWB体制可以采用比DS-UWB简单得多的接收机去捕获到更多的多径信号。
针对UWB这一技术，国家无线电监测中心根据国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R，Radio-communication Sector of ITU)研究组(SG，Study Group)1和任务组(TG，Task Group)1/8的仿真结果(USB系统与其它系统共存时，对UWB系统发射功率的限制值)，以及监测中心所作的试验情况，给出了我国UWB频谱规划的建议，如图1所示，图1为现有中国UWB频谱模板示意图。其中的可用物理频带为4.2GHz～4.8GHz和6.0GHz～8.55GHz，并具体规定了各个频段的发射功率限制值，如表一所示：
  频段   要求   ＜1.6G   -90dBm/MHz   1-6-3.1G   -80dBm/MHz   3.1-6.0G   -70dBm/MHz   4.2-4.8G   -41.3dBm/MHz   6.0-8.55G   -41.3dBm/MHz   8.55-9.0G   -70dBm/MHz   9.0-10.6G   -85dBm/MHz
表一  中国UWB发射功率限制值
其中的4.2GHz～4.8GHz频带在2008年之前可以不采用检测和干扰避免技术(DAA，Detect and Avoid)。
在实际应用中，在使用UWB技术进行通信之前，首先需要对USB信道进行划分。现有技术中提供了以下几种主要的USB信道划分方案，每种信道划分方案中又具体包括物理信道划分方案以及逻辑信道划分方案。
1)Wimedia(超宽带通用无线电平台)信道划分方案
A、物理信道划分方案
Wimedia方案将FCC分配的3.1～10.6GHz的频带划分为14个频段(band)，每个频段为528MHz，用来发送128个点的OFDM信道，每个子载波占用4.125MHz的带宽。这14个频段又被具体分为5个频带组(Band Group)，如图2所示，图2为现有Wimedia方案中的物理信道划分方式示意图。由图2可见，每个频带组中分别包括三个或两个频段。最初使用的将是低频段组，如图2所示的Band Group#1。UWB的OFDM传输可以在其中的三个频段之间跳转，以取得频率分集。高频段组如Band Group#4，既可以单独使用，也可以和低频段组，如Band Group#1联合使用，从而获得6个频段的频率分集。
B、逻辑信道划分方案
Wimedia方案中通过使用时频码(TFC，Time-Frequency Code)编码来区分逻辑信道，通过时频交织(TFI，Time-Frequency Interleaving)和固定频率交织(FFI，Fixed-Frequency Interleaving)，将图2所示物理信道划分为30个逻辑信道。具体实现方式为：采用TFI方式编码后的信息在三个频段内交织，如图3所示。采用FFI方式编码后的信息在单个频带组内传输，以图2所示的第一个频带组为例，有三个跳频频点，设为1、2、3，则FFI序列的设计如表二所示。
  信道号   模式(Mode)1DEV：3-band长度(Length)6TFC   1   1   2   3   1   2   3   2   1   3   2   1   3   2   3   1   1   2   2   3   3   4   1   1   3   3   2   2   5   1   1   1   1   1   1   6   2   2   2   2   2   2   7   3   3   3   3   3   3
    表二  多频带OFDM使用的时频码
如表二所示，其中的前四个逻辑信道采用跳频设计，后三个采用定频设计。这样，一个频带组即被划分为7个逻辑信道。通过TFI和FFI，五个频带组一共被划分为4×(4+3)+2＝30个逻辑信道。其中第五个频带组仅支持FFI。
时频码是一种跳频技术，若某一微微网(piconet)采用的时频码为123123，则表示第1个符号在频段1发送，第2个符号在频段2发送，第3个符号在频段3发送，第4个符号在频段1发送，……，依次类推。其中，Piconet是无线个域网(WPAN，Wireless Personal Area Network)的基本结构单元，一个UWBWPAN系统中可能包含多个piconet。多频带OFDM系统使用TFC技术可以实现多piconet的共存。
Wimedia方案中，不同的piconet采用不同的TFC，每个piconet中的WPAN设备使用相同的物理层配置，根据不同的多址方式进行通信。根据Wimedia所采用的TFC，每个频带组的时频码可同时支持4个piconet，所有频带一共可支持4×4＝16个piconet同时工作。TFC作为一种跳频技术能够获得频率分集，而且在低速率时，同一个符号还可以在不同的时间和频率上重复发送，以避免窄带干扰。
通过上面的介绍可以看出，Wimedia方案中已经实现了UWB信道划分，但是，Wimedia方案并不符合中国UWB频谱模板中的建议：中国UWB的可用物理频带为4.2GHz～4.8GHz和6.0GHz～8.55GHz，而Wimedia方案中的信道划分针对的是3.1～10.6GHz的频带。另外，Wimedia方案中使用的跳频频段数量较少，因而跳频增益也较小。如表二所示的3频段配置方式中，任意两个piconet都有1/3的符号在同一频段发送。也就是说，任意一个piconet中都至少有1/3的符号会受到其它piconet的干扰；而且，使用的piconet数量越多，piconet间的干扰也就越大。
2)东南大学划分方案
东南大学划分方案(DC-OFDM)的频谱使用范围为3036～10428MHz，其中，3300～3564MHz以及4884～5676MHz没有使用。如图4所示，图4为现有东南大学方案中的物理信道划分方式示意图。3036～10428MHz内的频谱被划分为12个子频带对，共24个子频带。其中，每一个子频带的带宽为264MHz。各个子频带之间交错排列。图4所示各子频带的编号中，第一个数字为子频带对的编号，第二个数字为子频带对中的子频带的编码。
该方案与Wimedia方案类似，即都没有考虑中国UWB频谱模板建议，涉及到了3036-3300MHz，3564-4200MHz以及5725-5825MHz等不可用频段。而且，该方案中只对物理信道进行了划分，没有规定逻辑信道的划分方式。
3)香港信道划分方案
A、物理信道划分方案
香港物理信道划分方案中将中国UWB频谱模板建议的频带划分为5个频段，如图5所示，图5为现有香港方案中的物理信道划分方式示意图。其中，每个频段为528MHz，各个频段的频点如表三所示：
  频段号  低端频率(MHz)  中心频率(MHz)  高端频率(MHz)   1   4224   4488   4752   2   6336   6600   6864   3   6864   7128   7392   4   7392   7656   7920   5   7920   8184   8448
                表三  香港物理信道频点
B、逻辑信道划分方案
在逻辑信道的划分上，采用定频和跳频相结合的方式：在低频段，即4.2GHz到4.8GHz采用定频方式，该方式是必须的，以实现各设备之间的互联互通。高频段采用跳频方式，并借鉴Wimedia方案的划分方式，得到的跳频模式如表四所示：
  逻辑信道号   使用频段号   跳频模式   1   1   无   2   2，3，4，5   2，3，4，5   3   2，3，4，5   2，3，5，4
  逻辑信道号   使用频段号   跳频模式   4   2，3，4，5   2，4，3，5   5   2，3，4，5   2，4，5，3   6   2，3，4，5   2，5，3，4   7   2，3，4，5   2，5，4，3
            表四  香港逻辑信道划分
香港物理信道划分方案沿用了Wimedia方案的思想，但跳频码设计简单，能支持的piconet数量较少。
可见，现有UWB信道划分方案均存在不同程度的缺陷，所以均不是理想的UWB信道划分方式。

发明内容

本发明实施例提供一种超宽带信号发射方法，能够充分利用中国UWB频谱模板中建议的频谱资源。
本发明实施例提供一种超宽带信号发射设备，能够充分利用中国UWB频谱模板中建议的频谱资源。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种超宽带UWB信号发射方法，该方法包括：
将信号加载在定频双载波组上进行双载波发射，组成所述定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和子频段2；或者
将信号在第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组间进行跳频双载波发射；
所述第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成；
组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第二双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第三双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，和组成所述第四双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等；
所述子频段1和所述子频段2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；所述子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个所述子频段的带宽为264MHz。
一种UWB信号发射设备，该设备包括：
第一发射模块，用于将信号加载在定频双载波组上进行双载波发射，组成所述定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和子频段2；
第二发射模块，用于将信号在第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组间进行跳频双载波发射；所述第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成；组成所述第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第二双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成所述第三双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，和组成所述第四双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等；
所述子频段1和所述子频段2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；所述子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个所述子频段的带宽为264MHz。
可见，采用本发明实施例的技术方案，将信号加载在定频双载波组上进行发射，组成该定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和2；或者，将信号在第一、第二、第三和第四双载波组间进行跳频双载波发射；第一、第二、第三和第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、4、5、6、7、8、9和10之一的载波组成；组成每个双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等；其中，子频段1和2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；子频段3、4、5、6、7、8、9和10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个子频段的带宽为264MHz。与现有技术相比，本发明实施例所述方案能够充分利用中国UWB频谱模板中建议的频谱资源，并降低了网络内同频干扰的概率，提高了网络的性能。

附图说明

图1为现有中国UWB频谱模板示意图。
图2为现有Wimedia方案中的物理信道划分方式示意图。
图3为现有采用TFI方式编码后的信息传送方式示意图。
图4为现有东南大学方案中的物理信道划分方式示意图。
图5为现有香港方案中的物理信道划分方式示意图。
图6为本发明方法实施例中的物理信道划分方式示意图。
图7为本发明设备实施例的组成结构示意图。
图8为本发明实施例中CM1信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率比较示意图。
图9为本发明实施例中CM1信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的吞吐量比较示意图。
图10为本发明实施例中CM2信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率比较示意图。
图11为本发明实施例中CM2信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的吞吐量比较示意图。
图12为本发明实施例中CM3信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率比较示意图。
图13为本发明实施例中CM3信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的吞吐量比较示意图。
图14为本发明实施例中CM4信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率比较示意图。
图15为本发明实施例中CM4信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的吞吐量比较示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。
针对现有技术中存在的缺陷，本发明实施例中提出一种新的UWB信号发射方案，将信号加载在定频双载波组上进行双载波发射，组成定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和子频段2；或者，将信号在第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组间进行跳频双载波发射；第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成；而且，组成第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成第二双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成第三双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，和组成第四双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等。
这里所提到的子频段1～10是指采用本发明实施例的技术方案划分出的物理信道。其中，子频段1和子频段2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个子频段的带宽为264MHz。
本发明实施例中，考虑中国UWB频谱模板的实际规划情况，并参考东南大学的DC-OFDM方案以及香港方案，按照以下方式进行UWB物理信道划分：将中国UWB频谱模板中建议的可用于UWB的4.2GHz～4.8GHz以及6.0GHz～8.55GHz两个频带划分为10个子频段，其中每个子频段的带宽为264MHz。
图6为本发明方法实施例中的物理信道划分方式示意图。如图6所示，本发明实施例中，将4.2GHz～4.8GHz以及6.0GHz～8.55GHz分别划分为编号为1和2，以及3～10的总共10个子频段，各子频段的物理信道频点划分方式如表五所示：
  子频段编  号  低端频率(MHz)  中心频率(MHz)  高端频率(MHz)   1   4224   4356   4488   2   4488   4620   4752   3   6204   6336   6468   4   6468   6600   6732
  子频段编  号  低端频率(MHz)  中心频率(MHz)  高端频率(MHz)   5   6732   6864   6996   6   6996   7128   7260   7   7260   7392   7524   8   7524   7656   7788   9   7788   7920   8052   10   8052   8184   8316
                表五  物理信道频点划分
根据上述物理信道的划分情况以及成本可实现的考虑，本发明实施例中，采用如下的逻辑信道划分方案，即，在子频段1和子频段2中分别产生一个载波，并将这两个载波组合为一个双载波组，使用定频模式进行发射；将子频段3到子频段10中的载波组合为四个双载波组，使用跳频模式进行发射。即：按顺序在子频段3到子频段10中的每两个频率间隔符合要求的带宽为264MHz的子频段中分别产生一个载波，每两个载波组合成一个双载波组，这样共得到四个双载波组，并在这四个双载波组之间使用跳频模式进行发射。
本发明实施例中，子频段3到子频段10中的载波的组合方式可以是：每两个间隔528MHz的子频段中产生的载波进行组合，得到三五载波组，四六载波组，七九载波组，八十载波组，共4个双载波组，下文中，以(3，5)、(4，6)、(7，9)、(8，10)分别表示三五载波组，四六载波组，七九载波组，八十载波组。其中，三五载波组为频率位于子频段3的载波和频率位于子频段5的载波组成的双载波组；四六载波组为频率位于子频段4的载波和频率位于子频段6的载波组成的双载波组；七九载波组为频率位于子频段7的载波和频率位于子频段9的载波组成的双载波组；八十载波组为频率位于子频段8的载波和频率位于子频段10的载波组成的双载波组；或者，每两个间隔2×528MHz的子频段中产生的载波进行组合，得到三七载波组，四八载波组，五九载波组，六十载波组，共四个双载波组，下文中，以(3，7)、(4，8)、(5，9)、(6，10)分别表示三七载波组，四八载波组，五九载波组，六十载波组。其中，三七载波组为频率位于子频段3的载波和频率位于子频段7的载波组成的双载波组；四八载波组为频率位于子频段4的载波和频率位于子频段8的载波组成的双载波组；五九载波组为频率位于子频段5的载波和频率位于子频段9的载波组成的双载波组；六十载波组为频率位于子频段6的载波和频率位于子频段10的载波组成的双载波组。本发明实施例的逻辑信道划分情况如表六所示：
  逻辑信道号   使用子频段编号   跳频模式   1   1，2   (1，2)不跳频   2   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，5)-(4，6)-(7，9)-(8，10)   3   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，5)-(4，6)-(8，10)-(7，9)   4   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，5)-(7，9)-(4，6)-(8，10)   5   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，5)-(7，9)-(8，10)-(4，6)   6   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，5)-(8，10)-(4，6)-(7，9)   7   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，5)-(8，10)-(7，9)-(4，6)   8   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，7)-(4，8)-(5，9)-(6，10)   9   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，7)-(4，8)-(6，10)-(5，9)   10   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，7)-(5，9)-(4，8)-(6，10)   11   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，7)-(5，9)-(6，10)-(4，8)   12   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，7)-(6，10)-(4，8)-(5，9)   13   3，4，5，6，7，8，9，10   (3，7)-(6，10)-(5，9)-(4，8)
                    表六  逻辑信道划分
如表六所示，按照本发明所述逻辑信道划分方案，共可得到13个逻辑信道，其中的逻辑信道1对应子频段1和2，利用定频模式进行发射。逻辑信道2～13对应子频段3～10，使用跳频模式进行发射。具体来说，逻辑信道2～13对应的跳频模式分别为：
(3，5)-(4，6)-(7，9)-(8，10)，
(3，5)-(4，6)-(8，10)-(7，9)，
(3，5)-(7，9)-(4，6)-(8，10)，
(3，5)-(7，9)-(8，10)-(4，6)，
(3，5)-(8，10)-(4，6)-(7，9)，
(3，5)-(8，10)-(7，9)-(4，6)，
(3，7)-(4，8)-(5，9)-(6，10)，
(3，7)-(4，8)-(6，10)-(5，9)，
(3，7)-(5，9)-(4，8)-(6，10)，
(3，7)-(5，9)-(6，10)-(4，8)，
(3，7)-(6，10)-(4，8)-(5，9)，
以及(3，7)-(6，10)-(5，9)-(4，8)。
采用表六所示跳频模式后，每一个跳频模式中的双载波组，如(3，5)、(4，6)和(8，10)均对应一组OFDM符号，即每一个载波均对应一个OFDM符号。
为了减少由于同频干扰造成的系统性能下降，本发明实施例在使用跳频模式进行载波发射的过程中，可以通过时频编码方式来进一步提高系统的抗同频干扰能力。比如，将两个OFDM符号A1和A2作为一组；在第一时刻，在某个双载波组的第一个载波上发送A1，在这个双载波组的第二个载波上发送A2；在第二时刻，在第一个载波上发送-A2*，在第二个载波上发送A1*。其中，-A2*表示A2的共轭并取反；A1*表示A1的共轭。通过这种方式，可以避免由于在一个符号时间内同频干扰造成的数据包丢失。在时域扩展情况下，只有在连续两个符号时间内出现同频干扰的情况下，才会造成数据包的丢失，从而提高了系统抗同频干扰的能力，提高了接收端的误码性能。
采用本发明实施例的技术方案后，在实际应用中，可根据实际需求进行参数调整，即，本发明实施例所述方案具有很强的自适应性，具体主要体现在以下几个方面：
1)双载波组频率间距可变
在实际应用中，可根据实际需要，选择不同的双载波组间距进行组网，即，可选择按照间隔为528MHz的两个子频段中的载波进行组合的方式以及间隔为2×528的MHz的两个子频段中的载波进行组合的方式。不同频率间距的跳频模式对应的碰撞概率不同。当piconet数量较少时，可以在所有跳频模式中进行优化，以减小同频碰撞概率。比如，假设当前系统中只有一个piconet需要进行OFDM符号发射，那么该piconet可以随机选择一种跳频模式进行发射；在此基础上，如果又有一个piconet需要进行OFDM符号发射，那么该piconet就需要考虑已存在的piconet可能对其造成的影响，优先选择与已存在的piconet所选择的跳频模式同频碰撞概率小的跳频模式进行发射。当然，在实际应用中，也可以采用全部跳频模式以支持更多的piconet。
2)双载波组发射数据可变
在使用跳频模式进行载波发射过程中，一个双载波组中的两个载波可以发射相同的OFDM符号数据，以提供分集增益；也可以发射不同的OFDM符号数据，以提供复用增益。比如，在(3，5)这个双载波组中，两个载波可以发射属于同一个OFDM符号，如A1的数据，也可以分别发送不同OFDM符号，如A1和A2的数据。
对于两个或两个以上双载波组内的OFDM符号，可通过时频编码进一步提供分集增益。由于本发明实施例中每一组OFDM符号，即两个OFDM符号通过一个双载波组进行捆绑发送，相应地，接收端也可以同时接收到这一组OFDM符号。所以，本发明实施例中，对于两个或两个以上双载波组内的OFDM符号，可以采用时频编码方式来提供分集增益。
3)交织符号数量可变
本发明实施例中，根据待发送的OFDM符号的个数，可以对每个跳频模式的具体跳频方式按需要进行灵活设置。比如：当4组OFDM符号为一组进行跳频发射时，可以直接采用表六所示的逻辑信道方案。但如果每8组OFDM符号为一组进行跳频发射，以逻辑信道2的跳频模式(3，5)-(4，6)-(7，9)-(8，10)为例，可以按需要生成(3，5)-(4，6)-(7，9)-(8，10)-(3，5)-(4，6)-(7，9)-(8，10)，以及(3，5)-(3，5)-(4，6)-(4，6)-(7，9)-(7，9)-(8，10)-(8，10)等共24种跳频方式，从而支持更多的piconet。但随着是交织深度的增加，接收端接收分组的时延也会增加，因为接收端需要在接收到所有数据后才能进行反交织，所以可能会对实时业务产生影响。因此，在实际应用中，可以对实时业务采用以4组符号为周期跳频，而非实时业务以8组符号为周期跳频。
基于上述方法，图7为本发明设备实施例的组成结构示意图。如图7所示，该设备包括：第一发射模块以及第二发射模块；
第一发射模块，用于将信号加载在定频双载波组上进行双载波发射，组成定频双载波组的两个载波的频率分别位于子频段1和子频段2；
第二发射模块，用于将信号在第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组间进行跳频双载波发射；第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别由两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成；组成第一双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成第二双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，组成第三双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔，和组成第四双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔相等。
其中，子频段1和子频段2连续位于4.2GHz～4.8GHz的频带内；子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10连续位于6.0GHz～8.55GHz的频带内；每个子频段的带宽为264MHz。
其中，第二发射模块中进一步包括：
第一子模块，用于分别将两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成一个双载波组，得到第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组，组成每个双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为528MHz；第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别为：三五载波组、四六载波组、七九载波组和八十载波组；
或者，用于分别将两个频率位于子频段3、子频段4、子频段5、子频段6、子频段7、子频段8、子频段9和子频段10之一的载波组成一个双载波组，得到第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组，组成每个双载波组的两个载波对应的子频段之间的频率间隔为2×528MHz；第一双载波组，第二双载波组，第三双载波组和第四双载波组分别为：三七载波组、四八载波组、五九载波组和六十载波组；
第二子模块，用于当组成第一双载波组的两个载波对应的子频段的频率间隔为528MHz时，以：
从三五载波组跳频到四六载波组，从四六载波组跳频到七九载波组，从七九载波组跳频到八十载波组，再从八十载波组跳频到三五载波组的循环跳频方式，或
从三五载波组跳频到四六载波组，从四六载波组跳频到八十载波组，从八十载波组跳频到七九载波组，再从七九载波组跳频到三五载波组的循环跳频方式，或
从三五载波组跳频到七九载波组，从七九载波组跳频到四六载波组，从四六载波组跳频到八十载波组，再从八十载波组跳频到三五载波组的循环跳频方式，或
从三五载波组跳频到七九载波组，从七九载波组跳频到八十载波组，从八十载波组跳频到四六载波组，再从四六载波组跳频到三五载波组的循环跳频方式，或
从三五载波组跳频到八十载波组，从八十载波组跳频到四六载波组，从四六载波组跳频到七九载波组，再从七九载波组跳频到三五载波组的循环跳频方式，或
从三五载波组跳频到八十载波组，从八十载波组跳频到七九载波组，从七九载波组跳频到四六载波组，再从四六载波组跳频到三五载波组的循环跳频方式，进行跳频双载波发射；
当组成第一双载波组的两个载波对应的子频段的频率间隔为2×528MHz时，以：
从三七载波组跳频到四八载波组，从四八载波组跳频到五九载波组，从五九载波组跳频到六十载波组，再从六十载波组跳频到三七载波组的循环跳频方式，或
从三七载波组跳频到四八载波组，从四八载波组跳频到六十载波组，从六十载波组跳频到五九载波组，再从五九载波组跳频到三七载波组的循环跳频方式，或
从三七载波组跳频到五九载波组，从五九载波组跳频到四八载波组，从四八载波组跳频到六十载波组，再从六十载波组跳频到三七载波组的循环跳频方式，或
从三七载波组跳频到五九载波组，从五九载波组跳频到六十载波组，从六十载波组跳频到四八载波组，再从四八载波组跳频到三七载波组的循环跳频方式，或
从三七载波组跳频到六十载波组，从六十载波组跳频到四八载波组，从四八载波组跳频到五九载波组，再从五九载波组跳频到三七载波组的循环跳频方式，或
从三七载波组跳频到六十载波组，从六十载波组跳频到五九载波组，从五九载波组跳频到四八载波组，再从四八载波组跳频到三七载波组的循环跳频方式，进行跳频双载波发射。
此外，上述第二发射模块中还可进一步包括：
控制子模块，用于控制第二子模块在进行跳频双载波发射过程中，将每两个OFDM符号A1和A2作为一组，在第一时刻，在一双载波组的第一个载波上发送A1，在双载波组的第二个载波上发送A2，在第二时刻，在第一个载波上发送-A2*，在第二个载波上发送A1*；其中，-A2*表示A2的共轭并取反，A1*表示A1的共轭。
上述实施例中以图7所示设备作为信号发射端为例进行说明，在实际应用中，图7所示设备同样可作为信号接收端，按照上述跳频模式接收其它设备发射的双载波组，并解调其中携带的信号，如OFDM符号等。
总之，采用本发明实施例的技术方案，充分考虑了中国UWB频谱模板建议，并根据物理信道划分情况以及成本可实现的考虑，尽可能地增加了逻辑信道数目。下面通过与现有UWB信道划分方案进行比较，来进一步说明书本发明实施例所述方案所能达到的性能。
1)碰撞概率的理论分析
A、香港方案
在香港方案的跳频模式中，将4.2GHz-4.8GHz划分为1个528MHz的频段，称为频段1；将6.0GHz-8.55GH频带划分为4频段，分别称为频段2、3、4、5；每个带宽为528MHz，则其跳频模式对应的跳频序列为：
①、2，3，4，5
②、2，3，5，4
③、2，4，3，5
④、2，4，5，3
⑤、2，5，3，4
⑥、2，5，4，3
假定①跳频序列所在的网络为目标网，处于理想的工作状态，即网内没有干扰，网络之间的包发送不同步，即网络间包发送的时间是独立的，相对时延为OFDM符号间隔的整数倍，则①跳频序列与其它任一跳频序列的平均碰撞概率均为P2＝α＝1/4。其中，P2的值可以通过序列的循环移位得到：①跳频序列不动，另一个跳频序列循环移位，每右移一位就与①跳频序列进行一次比较，共比较16次，其中有4次发生碰撞，所以平均碰撞概率为4/16＝1/4。在这6个跳频序列中，利用相同的算法可以得出，每两个跳频序列并存时的平均碰撞概率都是1/4。在上述假设条件下，第i个piconet与其余所有piconet之间的平均碰撞概率为：
    Pn(i)＝1-(1-α)n-1其中，n≥2，i＝1，2，…n。
那么，当采用全部6个跳频序列进行组网时，得到的平均碰撞概率即为Pn(i)＝1-(1-α)n-1＝1-(1-1/4)5＝0.762695。
B、Wimedia方案
对于Wimedia方案中的跳频序列，考虑第一个频带组即可，设跳频点为1、2、3，则其跳频模式对应的跳频序列为：
①、1，2，3，1，2，3
②、1，3，2，1，3，2
③、1，1，2，2，3，3
④、1，1，3，3，2，2
⑤、1，1，1，1，1，1
⑥、2，2，2，2，2，2
⑦、3，3，3，3，3，3
通过计算可知，两个跳频序列之间的平均碰撞概率为2/7。因为，前4个跳频序列与其它每个跳频序列之间的平均碰撞概率为1/3，而后三个跳频序列与其它每个跳频序列之间的平均碰撞概率为2/9；所以，按照〔(2/9)×3+(1/3)×4〕/7的方式，可计算出每两个跳频序列之间的平均碰撞概率为2/7。其中，1/3和2/9这两个值可通过循环移位得到，具体计算过程不再赘述。
第i个piconet与其余所有piconet之间的平均碰撞概率为：
        Pn(i)＝1-(1-α)n-1其中，n≥2，i＝1，2，…n。
在实际应用中，通常只会采用前4种跳频序列进行组网，这种情况下，两个跳频序列之间的平均碰撞概率为1/3，第i个piconet与其余所有piconet之间的平均碰撞概率为：P4(i)＝0.7037。
若采用7个跳频序列进行组网，由于两个跳频序列的平均碰撞概率为2/7，所以第i个piconet与其它所有piconet的平均碰撞概率为：P7(i)＝0.8672。
C、本发明实施例方案
本发明实施例所述方案中，将4.2GHz-4.8GHz频带划分为1，2两个子频段；将6.0GHz-8.55GHz的频带划分为3、4、5、6、7、8、9、10，8个子频段。由于是双载波组，在跳频时是以频点对进行的。按照本发明实施例所述方案中的逻辑信道划分方式，两个子频段之间的间隔可以是528MHz(方式一)，也可以是2*528MHz(方式二)，所以得到的跳频模式对应的跳频序列为：
方式一：
①、(3，5)、(4，6)、(7，9)、(8，10)
②、(3，5)、(4，6)、(8，10)、(7，9)
③、(3，5)、(7，9)、(4，6)、(8，10)
④、(3，5)、(7，9)、(8，10)、(4，6)
⑤、(3，5)、(8，10)、(4，6)、(7，9)
⑥、(3，5)、(8，10)、(7，9)、(4，6)
方式二：
①、(3，7)、(4，8)、(5，9)、(6，10)
②、(3，7)、(4，8)、(6，10)、(5，9)
③、(3，7)、(5，9)、(4，8)、(6，10)
④、(3，7)、(5，9)、(6，10)、(4，8)
⑤、(3，7)、(6，10)、(4，8)、(5，9)
⑥、(3，7)、(6，10)、(5，9)、(4，8)
通过循环移位方式可知，方式一和方式二内部两两跳频序列的平均碰撞概率为1/4(将每个双载波组看成一个载波后，即与香港方案中相同)；方式一和方式二之间的两个跳频序列的平均碰撞概率为1/8(因为是双载波组，所以平均碰撞概率需要在1/4的基础上除以2)。
将本发明实施例所述方案与香港方案的碰撞概率比较，可知：
如果本发明实施例所述方案只采用上述两种方式之一的跳频序列，则两个跳频序列之间的平均碰撞概率和香港方案的一样。第i个piconet与其余piconet之间的平均碰撞概率也一样。
如果将方式一和方式二中的所有12个跳频序列均用于组网，则本发明实施例所述方案中任意两个跳频序列的平均碰撞概率为$P_2=\frac{2}{11}:$因为对于任何一个跳频序列，与属于同一方式中的跳频序列的平均碰撞概率为1/4，与不属于同一方式中的跳频序列的平均碰撞概率为1/8，所以该跳频序列与其它任何一个跳频序列的平均碰撞概率为$(\frac{1}{4}\times 5+\frac{1}{8}\times 6)/11=\frac{2}{11}·$
当n＝6时，(取其中6个跳频序列组网，与香港方案中的数目相同)，P6(i)＝0.633352；
当n＝7时，P7(i)＝0.7000；
当n＝8时，P8(i)＝0.754558。
可见，当用6个跳频序列进行组网时，本发明实施例所述方案中一个piconet与其它piconet的平均碰撞概率比香港方案小13％；增加组网的跳频序列数量，当采用8个跳频序列时，碰撞概率与香港方案基本相同，但支持的piconet数量增加到8个。
表七列举了各方案下的平均碰撞概率：
  平均碰  撞概率   1  piconet   2  piconet   3  piconet   4  piconet   5  piconet   6  piconet   7  piconet   8  piconet   Wimedia   0.0   1/3   0.5556   0.7037   2/7   0.4898   0.6356   0.7397   0.8141   0.8672   香港   0.0   0.25   0.4375   0.5781   0.6836   0.7627   本方案   0.0   2/11   0.3305   0.4523   0.5518   0.6333   0.7000   0.7545
                  表七  各方案的平均碰撞概率
其中的Wimedia方案中，当piconet个数为2时，1/3的碰撞概率是用4个跳频序列组网得到的，2/7的碰撞概率是用4个跳频序列和3个定频序列组网得到的(因为3个piconet以上的碰撞概率要用到2个piconets时的碰撞概率，为了保持精度，所以表七中用分数形式表示2个piconets时的碰撞概率，而3个及3个以上piconets时的碰撞概率用小数形式表示，4位数字以后采用四舍五入)。
由表七可见，本发明实施例中提出的逻辑信道划分方案比其它两种方案具有更小的碰撞概率，而且能够支持更多的piconet。
2)仿真分析
由于香港方案和Wimedia方案在仿真后得到的效果曲线几乎是重合的，所以本发明实施例中仅比较Wimedia方案与本发明实施例所述方案在不同信道条件下，由于干扰piconet数目增加所造成的目标piconet的误码率以及吞吐量的变化情况。
假设仿真条件如下：
A、在多个piconet共存时，设其中的一个为目标piconet，其它的为干扰piconet；
B、两种方案下的物理层参数选取分别如表八和表九所示；系统的比特速率设为200Mbps。

表八  Wimdedia方案中物理层参数设置

  TSYM   符号间隔   625ns(＝TFFT+TZPS)   FSYM   符号速率   1.6MHz(＝TSYM-1)   NSYM   符号内抽样点数   165(＝NFFT+NZPS)
        表九  本发明实施例方案中物理层参数设置
针对IEEE提供的四种信道模型(CM，Channel Model)CM1～CM4，分别进行仿真。
图8和图9分别为本发明实施例中CM1信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率及吞吐量比较示意图。图10和图11分别为本发明实施例中CM2信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率及吞吐量比较示意图。图12和图13分别为本发明实施例中CM3信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率及吞吐量比较示意图。图14和图15分别为本发明实施例中CM4信道下，Wimedia方案与本发明实施例所述方案的误码率及吞吐量比较示意图。
如图8～15所示，其中的“1pico”表示系统中只有1个piconet时的情况；“4picos”表示系统中有4个piconet时的情况。从图8～15可以看出，在各种信道模型下，本发明实施例中提出的信道划分方案与现有Wimedia方案相比，无论是在误码率还是在吞吐量上，性能均有所提高，即，在同等信噪比条件下，本发明实施例所述方案具有更小的误码率和更高的吞吐量。
总之，采用本发明实施例的技术方案，充分利用了中国UWB频谱模板中建议的频谱资源；而且，相比于现有技术，本发明实施例所述方案支持的跳频模式数目更多，碰撞概率更小；另外，本发明实施例所述方案在同样的误码率要求下可支持更多的piconet，在同样数量的piconet条件下，具有更高的吞吐量。
而且，需要说明的是，由于多频带OFDM UWB技术是基于OFDM技术提出的，所以对于一些采用OFDM技术的通信系统，如第四代(4G，Fourthgeneration)系统，当涉及到物理信道划分以及逻辑信道划分等类似场景时，同样可采用本发明实施例所述思想。而且，如果将来中国的UWB频谱模板发生了变化，与上述的具体数字不同时，采用上述思路和方法进行的物理和逻辑信道划分方法也属于本发明的保护范围。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。