UWB: Ultra-Breitband-Kommunikation, Teil II

Das Impulsradio

Im Folgenden betrachten wir nur den einfachsten Fall mit der Übertragung eines Bits pro Impuls. Eine dafür häufig diskutierte Impulsform ist der abgebildete Gaußimpuls (Glockenkurve), dessen Halbwertsbreite typischerweise wenige 100 ps beträgt. Würde man durchschnittlich alle 10 ns einen solchen Impuls erzeugen, könnte man also Daten mit 100 Mbit/s versenden.

Impulsradios nutzen für die Aufprägung der Sendeinformation meist eine Pulse-Position Modulation (PPM). Die zu übertragende Information korrespondiert dabei mit der zeitlichen Lage des Impulses in Bezug auf eine Nominalposition. Wird der Impuls etwa um t/2 vor diesem Referenzzeitpunkt ausgesandt, symbolisiert dies ein "0"-Bit. Erfolgt seine Erzeugung dagegen t/2 nach dieser Zeit, repräsentiert dies das "1"-Bit.

Der Trick und die Einfachheit des Prinzips liegen darin, dass die verwendeten Antennen den Impuls beim Aussenden differenzieren. Der Empfänger erzeugt zudem einen passenden Referenzimpuls (im einfachsten Fall Gaußimpuls) exakt zum vorgegebenen Nominalzeitpunkt. Man erreicht dies durch eine geeignete Synchronisation, die die Ausbreitungszeit zwischen Sender und Empfänger berücksichtigt.

Eine Diodenschaltung multipliziert den Referenzimpuls mit dem eintreffenden (differenzierten) Datenimpuls. Überträgt der Sender eine "0", ist der eintreffende Impuls vorauseilend. Damit entstehen durch die Produktbildung die stärksten Signalkomponenten zur Zeit der Vorderflanke des Referenzimpulses. Das resultierende Signalprodukt ist somit positiv. Im Falle der Übertragung einer 1 liegt der Schwerpunkt auf der Rückflanke des Referenzimpulses, und das Signalprodukt ist negativ. Ein einfacher Komparator kann so das übertragene Bit ermitteln.