第二章 超寬頻脈衝通訊系統
2.4 訊號調變
調變是一個調整訊號的波包或波形使其帶有資訊的一個過程，超寬頻時域調變 (Time Modulated)系統採用的訊號為短周期脈衝序列，這些脈衝序列由單個基本脈衝波 形形成。ㄧ般UWB 系統所傳送之基本脈波的寬度約在0.2至1ns之間，常對於脈波的大 小、極性(polarity)和位置來做調變，同時脈波調變之取樣時間必須遵循取樣定理
(sampling theorem)以避免失真，也就是脈波調變系統的取樣速率若超過最大信號頻率 2倍以上，則接收端重建回原始信號所產生的失真程度會最小。以下將介紹這些調變以 及跳時系統(Time Hopping, TM)的簡述。
(1)脈波振幅調變(Pulse Amplitude Modulation, PAM)
參考圖2-8，就是把輸入波形依等距的時間間隔調變成振幅大小不一的脈波，透過 不同脈波的能量來決定所編碼資訊的值，而接收是以固定的時間間隔對信號取樣，所取 樣信號大小正比於取樣瞬間信號振幅大小。若以8-ary PAM來說，代表有8種層級不同的 脈波振幅來處理4個位元的資料。缺點是容易受到雜訊干擾影響，
這些外來的電壓與訊號混合容易 改變振幅的大小。
圖 2-8 脈波振幅調變
(2)開關鍵移調變(On-Off keying, OOK)
參考圖2-9，開關鍵移是二位元信號結構，則當輸入為high 時才有信號送出，而low 時便無信號輸出，其頻寬需求大約是一個脈波寬度的倒數，
當振幅改變時，頻率跟相位保持不變，
這種調變方式稱之為開關鍵移調變，是早期使用於無線電電報的調變方式之一，概念很 像脈波振幅調變，但優點是在開關鍵中的一個位元數值是以沒有電壓表示，其優點是減 少傳輸中所需的能源。
圖 2-9 開關鍵移調變 (3)脈波位置調變(Pulse Position Modulation, PPM)
參考圖2-10，在一個固定的週期框架(frame)內，假定在參考位置出現的脈波代表 邏輯高電位，則在落後或提早於參考位置出現的脈波則代表零。每一個在n階位置調變 系統中，一般將輸入的位元串分割成長度為log
2
n個位元的區塊，其中每一個區塊可以 對應到n種不同的脈波位置調變波形中的一種，由精確穩定地控制每個脈衝之間的間距 來完成訊號的調變，兩脈衝之間距受原始資訊與通道編碼兩個成分的控制。其中所有訊 號都是正交的，而且具有相同的能量，利用消耗頻寬來換取更佳的平均功率效率，因此 對於超寬頻脈衝通訊來說，是相當合適的一種調變方法，在本論文中，也是採用此方法 進行脈波的調變。圖 2-10 脈波位置調變
利用脈波位置調變和隨機跳時碼(random time-hopping code)結合輸出，可將訊號 頻譜平坦化，並減輕多路徑效應和多用戶之間的干擾，接收採用相關器進行解調，達成
多人使用要求的超寬頻跳時系統。對於多方存取系統的使用者而言彼此之間是正交的， 週期(pulse repetition time)，或者稱為時間框架寬度，通常為脈寬的幾百倍到千倍之間。
對於固定的
T f
，符號傳輸率R 如下(2-2)式所示:s
R (symbol rate)=