در TH-UWB یک کد شبه تصادفی، لحظه ارسال پالس را تعیین می­ کند. یک بیت دیتا با پالس می ­تواند حمل شود. بنابراین با تغییر تعداد پالس­های به کار رفته برای حمل یک بیت تنها، نرخ ارسال دیتا می ­تواند تغییر کند. تقریبا تمام مدولاسیون­های به کار رفته به جز OOK می ­تواند در روش TH-UWB به کار رود، چون همزمان­سازی مسئله سازترین عمل در حالت استفاده از TH-UWB می­باشد. در اینجا، ما یک سیستم TH-BPSK-UWB را معرفی می­کنیم. سیگنال ارسالی از یک کاربر خاص در یک سیستم TH-UWB با مدولاسیون BPSK به صورت زیر بیان می­ شود:

سمبول که امین سمبول دیتای ارسالی باینری توسط کاربر ام که از مجموعه با احتمال مساوی انتخاب می­ شود. شکل پالس UWB ارسالی با طول و انرژی می­باشد. به منظور سادگی فرض می­کنیم در رنج غیرصفر و در بقیه فاصله­ها صفر می­باشد. تعداد پالس­های موردنیاز برای ارسال یک بیت اطلاعاتی و انرژی کل همه پالس ارسالی خواهد بود. طول چیپ و طول فریم با و نشان داده شده است و فرض شده است که طول چیپ حداقل ۲ برابر بزرگتر از طول پالس باشد. طول بیت به صورت تعریف می­ شود، زمانی است که برای ارسال یک بیت اطلاعاتی صرف می­ شود. یک کد شبه تصادفی TH برای امین فریم و امین کاربر است. هر عنصر کد HPing یک مقدار عددی در رنج را می­گیرد و قید را برقرار می­ کند.
در اینجا یک مثال برای قابل فهم­شدن مدل سیستم آورده شده است. فرض کنید سه کاربر، ۲ پالس برای یک بیت اطلاعاتی استفاده می­ کنند، یعنی و تعداد چیپ بر فریم ۵ باشد ( ). برای درک بیشتر پریود­های زمانی مانند ، ، و در ‏شکل (۲-۴) نشان داده شده است. هم­چنین بیت دیتا و دنباله شبه تصادفی هر کاربر در ‏جدول (۱-۱) بیان شده است.
سیگنال­های ارسالی برای ۳ کاربر در حوزه زمان در ‏شکل (۲-۵) که پالس­های قرمز، سبز و آبی نشان­دهنده پالس­های ارسال شده توسط ۳ کاربرمی­باشد نشان داده شده ­اند و ۳ بیت را حمل می­ کنند.

پریودهای زمانی مختلف در سیستم­های TH-UWB
بیت ­های ارسالی و دنباله ­های شبه تصادفی ۳ کاربر

مستطیل­های قرمز، سبز و آبی نشان­دهنده پالس­های ارسالی برای ۳ کاربر۱، ۲ و ۳ برای حمل ۳ بیت ارسالی
فصل سوم
مدل کانال UWB
در کنار کاربرد­های با برد کم و نرخ داده بسیار زیاد (HDR) که برای مخابرات UWB پیش بینی شده است (IEEE 802.15.3a)، کاربردهایی نیز با برد بیشتر و نرخ ارسال کمتر (LDR) در نظر گرفته شده است (IEEE 802.15.4a)[14]. در کاربرد­های دسته اول به منظور حذف تداخل بین سمبولی (^[۳۰]ISI) در نرخ­های داده بسیار زیاد و مقابله با پدیده چندمسیرگی در سیگنال دریافتی، پیاده­سازی گسسته گیرنده ضروری است و غالبا از مدولاسیون OFDM در ارسال استفاده می شو­د[۱۶]. از این رو در حال حاضر پهنای باند لحظه­ای اینگونه سیستم­ها از MHz 500 تجاوز نمی­کند؛ زیرا با وجود استفاده از همین حداقل پهنای باند، هنوز محدودیت­های حاکم بر طراحی قطعات الکترونیک با سرعت و مصرف توان مناسب مهم­ترین چالش پیاده­سازی به شمار می ­آید.
از سوی دیگر، در کاربردهای با نرخ ارسال پایین، ISI دیگر یک عامل محدودکننده محسوب نمی شود. در این دسته از کاربرد­ها طراحی ساده، کم هزینه و با مصرف توان پایین فرستنده و گیرنده از اهمیت ویژه­ای برخوردار است.
در UWB از آنجا که پهنای باند سیگنال ارسالی بسیار زیاد و عرض پالس بسیار باریک است، بر خلاف آنچه که در سیستم­های باند باریک متداول رخ می دهد، مولفه­های سیگنال چند مسیره دریافتی عمدتا جداپذیر هستند؛ به گونه ای که سیگنال دریافتی به صورت تعداد زیادی پالس باریک با فواصل و دامنه تصادفی در می ­آید[۱۷].

مدل کانال بر طبق استاندارد IEEE 802.15.3a
مدل کانال بر طبق استاندارد IEEE 802.15.3a برای کاربرد­های با برد کم و نرخ داده بسیار زیاد مورد استفاده قرار می­گیرد. این مدل از مدل Saleh-Valenzuela (SV) کلاسیک با یک سری تغییرات استفاده شده است که بیشترین تطابق را با اندازه گیری داده های واقعی دارد. به جای استفاده از توزیع رایلی از توزیع لگاریتم نرمال برای دامنه های چندمسیرگی استفاده شده است که بیشترین تطابق را با داده های واقعی دارد و فرض شده است که فیدینگ در هر کلاستر و نیز در هر مسیر داخل هر کلاستر از یکدیگر مستقل می باشند. مدل کانال چندمسیرگی در حالت کلی به صورت زیر نشان داده شده است:

ضرایب بهره کانال است، تأخیر کلاستر، تأخیر مسیر نسبت به زمان رسیدن کلاستر است و نشان دهنده پارامتر مربوط به ^[۳۱]سایه با توزیع لگاریتم نرمال می­باشد. با تعریف ، زمان رسیدن کلاستر و زمان رسیدن پرتو را با توزیع پواسون در نظر می­گیرند و به صورت زیر تعریف می شود:

نرخ رسیدن کلاستر و نرخ رسیدن مسیر مربوط به هر کلاستر می باشد. ضرایب کانال هم به صورت زیر در نظر می گیرند:

فیدینگ مربوط به کلاستر و فیدینگ مربوط به مسیر مربوط به کلاستر است و نیز مقادیر ۱ و ۱- با احتمال مساوی می­گیرند که علامت آنها از انعکاس پخش کننده ها نتیجه می شود و توزیع فیدینگ­ها به صورت زیر در نظر می گیرند: