数据调制方案

在IEEE802.15.4标准[1]中规定的超宽带UWB技术有时也被称为脉冲无线电超宽带技术，因为它基于射频能量的高速脉冲。在数据包的PHR和Data部分，信息位由突发的位置发出信号，在一种称为突发位置调制(BPM)的调制方案中。

每个数据位通过卷积编码器生成一个“奇偶校验”位，用于将突发的相位设置为正或负，调制的这个功能部分被称为二进制相移键控(BPSK)。下图显示了卷积编码器对BPM/BPSK调制的实现原理。相干解调接收器(即一个跟踪载波时序和相位)，如DW3000中的接收器，可以确定这个脉冲相位，并在Viterbi（维特比）解码器中使用它，以获得额外的3db编码增益，从而扩展调制的操作范围。

BPM/BPSK数据和PHR调制

此外，四分之一符号区间细分为2、4或8个子区间和一个伪随机序列，用于确定突发形状和哪些子区间实际用于突发传输。这提供了更多的抗干扰能力，并使输出频谱变得，从而允许在发射机中使用更高的信号功率

前向纠错(Forward error correction, FEC)也包括在报文的PHR和Data部分。19位的PHR包括一个6位的单错纠正双错检测(SECDED)代码，数据包的数据部分应用了一个Reed Solomon (RS)代码。SECDED和RS码都被称为“前向纠错码”，这意味着数据可以在不使用代码的情况下恢复(当然在这种情况下也不会从中受益)，例如通过一个非相干的接收器。所应用的850kb /s和6.8 Mb/s用户数据速率，包括0.87平均RS编码速率。PHR不是RS编码的，例如，在850 kb/s的名义速率下，PHR实际上以975 kb/s发送。

同步头调制方案

同步报头(SHR)由前导码序列和SFD(帧分隔符的开始)组成。与用于PHR和数据的BPM/BPSK调制相反，同步报头由单脉冲组成。前导符号周期被分为大约500个“chip”时间间隔(496/508取决于16/64 MHz PRF1)，其中可以发送一个负脉冲或正脉冲，也可以不发送脉冲。“chip”间隔为499.2 MHz，这是UWB PHY内的一个基频，因此合成的符号时间对于16mhz PRF为496/499.2 μs，对于64m为508/499.2 μs

在前导符号间隔期间发送的脉冲序列由前导码决定。该标准定义了在16mhz PRF下使用的8个长度为31的前导码和在64mhz PRF下使用的16个长度为127的前导码。该标准为特定的频道指定了特定的代码，因此在16mhz PRF下每个频道只有两个代码可供选择，而在64mhz PRF下每个频道有四个代码可供选择。长度为31的代码通过在每个脉冲后插入15个零来分散，每个符号对应496个chip次数;长度为127的代码通过在每个脉冲后插入3个零来分散，每个符号对应508个chip次数。前导码的长度和持续时间由序列重复的次数来定义。这是由前缀符号重复数(PSR)的配置决定的。

前导码参数

标准定义了PSR设置为16,64,1024和4096。DW3000芯片支持这些(尽管它不会接收前导长度低于32个符号的数据包)，此外还支持PSR设置为128、256、512、1536和2048。

前导序列具有完全周期自相关的特性，本质上允许相干接收机确定发射机和接收机之间RF信道的精确脉冲响应。这带来了两个重要的好处。首先，它允许接收机利用从多路径接收到的能量，将干扰源的多路径转化为扩大工作范围的积极影响;其次，它可以让接收器详细地解析信道，并确定第一条(最直接)路径的到达时间，即使在衰减时，这为RTLS应用带来了精度优势。

DW3000包含了由新的IEEE802.15.4z修正案规定的数据包格式，其中包含了加密生成的置乱时间戳序列(STS)，可用于获得RX时间戳，该时间戳在其对意外或故意干扰的健壮性方面提高了完整性，例如由于数据包碰撞造成的干扰。

SFD标志着前导的结束和切换到PHR的BPM/BPSK调制的精确开始。就符号时间而言，此事件的时间戳是确定的，正是这一点与确定该符号时间内第一个到达的射线相结合，才允许精确的RTLS应用程序所需的精确时间戳。该标准指定了SFD，由未发送、正常发送或反向发送(即正脉冲和负脉冲反转)的前置符号组成，以定义的模式8个符号乘以长，850 kb/s和6.81 Mb/s数据速率。长度为8的SFD序列为:0，+ 1,0，-1，+ 1,0,0，-1。IEEE802.15.4z修正案还规定了长度-8的SDF，不带零(-1，-1，-1，+1，-1，-1，+1，-1)，这提高了相干接收机(如支持它的DW3000)的性能。