射频原理

UWB对于WBAN来说有几个优点：

可选的高数据速率

稳健的性能

低复杂度

超低功耗，相当于 MICS 频段使用的功耗

对其他设备的干扰低

UWB物理层用于体上设备之间以及集线器与离体设备之间的通信。IEEE 802.15.6 包括两种不同的 UWB 技术 — 脉冲无线电 (IR-UWB) 和宽带频率调制（调频-超宽带）。有两种操作模式：默认模式，用于医疗和非医疗操作；高 QoS 模式，用于高优先级医疗应用。这两种技术共享相同的工作频段和带宽。低频段有3个频道，中心频率分别为3494.4、3993.6、4492.8 MHz。对于在此频段运行的设备，必须支持 3993.6 MHz 信道。高频段指定了 8 个通道，中心频率为 6489.6 至 9984.0 MHz。在高频段运行的设备需要至少支持中心频率为 7987.2 MHz 的信道。所有通道的带宽为 499.2 MHz。

默认模式 PHY 技术是 IR-UWB，而 FM-UWB 是可选的。强制调制是开关信号（参见第 12 章第 12.5 节）。这种类型的调制的优点是可以使用相对简单的非相干接收器架构。数据具有纠错编码，并且指定了从 394.8 kbps 到 12.636 Mbps 范围内的六种编码比特率，相应的最小接收器灵敏度为 −  91 至 − 76 dBm，在附加高斯白噪声中分组错误率(PER) 小于 1% （ AWGN）。强制数据速率为 487.5 kbps。所有数据速率均保持相同的占空比（脉冲突发持续时间除以符号持续时间）。 

IR-UWB 的第二种调制类型是 DPSK，其中连续相移键控符号之间的相位变化传达信息。高 QoS 模式必须支持 DPSK 和 487.5 kbps 的数据速率。对于这种调制类型，与开关键控相比，纠错码具有更高的冗余，即更高的代码位与数据位之比，这使得它更可靠（以数据速率为代价）。规定了差分二进制相移键控和差分正交相移键控。其中包括使用七比特序列扩展 DBPSK/DQPSK 符号的选项，以增强干扰反射。指定了 243 kbps 和 7.8 Mbps 之间的八种编码比特率，通过 DBPSK、DQPSK 和扩展进行区分[29]。

宽带 FM-UWB 技术是默认模式下的可选 PHY，针对低数据速率医疗体域网。信息数据对 1.5 MHz子载波进行相位调制，该子载波又使用高调制指数对载波频率进行频率调制，以获得超宽带信号。该技术的特点是

恒定包络——峰值功率等于平均功率

具有陡峭光谱滚降的平坦光谱

经过宽带调频解调（解扩）后，无需下变频，信号为窄带连续相位二进制FSK，用于相对简单的同步和检测

高处理增益——复杂性低，具有抗干扰和多路径的鲁棒性。

FM-UWB 数据速率为 202.5 kbps。强制低频段频率为 3993.6 MHz，强制高频段频率为 7087.2 MHz。带宽下降 10 dB 时约为 500 MHz。 对于等于或低于 10 −  6的误码率 (BER)，最小接收器灵敏度为 − 85 dBm 。