多年來(lái)，超寬帶UWB（Ultra-Wide Bandwidth）短距離無(wú)線(xiàn)通信引起了全球通信技術(shù)領(lǐng)域極大的重視，它是一種全新的、與傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)有著極大差異的通信新技術(shù)，它解決了困擾傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題，開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有千兆赫茲容量的新無(wú)線(xiàn)信道。它還具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、被截獲與檢測(cè)的概率低、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)適用于高速、近距離的無(wú)線(xiàn)個(gè)人通信，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無(wú)線(xiàn)接入和軍事通信應(yīng)用中。超寬帶技術(shù)優(yōu)越的特性，越來(lái)越受到人們的普遍重視和研究。
一、超寬帶UWB的概念
超寬帶是一種技術(shù)的設(shè)備，所謂超寬帶技術(shù)（UWT，Ultra Wideband Technology），即用于短距離無(wú)線(xiàn)電通信的技術(shù)，其中涉及在極大頻率范圍內(nèi)分布的射頻能量的有用生成和發(fā)射，此頻率范圍可能與分配給無(wú)線(xiàn)電通信業(yè)務(wù)的若干頻帶相重疊。UWB是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。
在1989年美國(guó)國(guó)防部首次使用了“超寬帶”（UWB）這一術(shù)語(yǔ)，其概念是指產(chǎn)生、傳輸、接收一段持續(xù)時(shí)間非常短（納秒或納秒級(jí)以下）的爆發(fā)式射頻能量脈沖。通過(guò)傅里葉變換理論知道，這樣的時(shí)域脈沖在頻域中有很寬的帶寬。
二、超寬帶UWB的歷史
超寬帶數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，大約出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，那時(shí)的名稱(chēng)有脈沖無(wú)線(xiàn)電(Impulse Radio, IR)、基帶(Baseband)傳輸、無(wú)載波(Carrier Free)技術(shù)等。當(dāng)時(shí)研究主要是受時(shí)域脈沖響應(yīng)控制的微波網(wǎng)絡(luò)的瞬態(tài)行為。在20世紀(jì)70年代獲得了重要的發(fā)展，其中多數(shù)集中在雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用中。美國(guó)國(guó)防部在1989年首先使用了“超寬帶”（UWB）這一術(shù)語(yǔ)。
UWB技術(shù)一直是美國(guó)軍方使用的作戰(zhàn)技術(shù)之一，直到
后來(lái)，新技術(shù)和系統(tǒng)方案不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了基于載波的多帶脈沖無(wú)線(xiàn)電超寬帶（IR-UWB）系統(tǒng)、基于直擴(kuò)碼分多址（DS-CDMA）的UWB系統(tǒng)、基于多帶正交頻分復(fù)用（OFDM）的UWB系統(tǒng)等。
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三、超寬帶UWB的技術(shù)
如果用fH、fL表示能量功率譜密度的上、下限頻率(FCC規(guī)定為功率譜密度衰減為-l0dB的輻射點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的高低端頻點(diǎn)）。絕對(duì)帶寬指fH ~ fL，也稱(chēng)能量帶寬；相對(duì)帶寬，也稱(chēng)分?jǐn)?shù)帶寬(Fractional Bandwidth)，定義為
（fH - fL）/（fH + fL）/ 2
其中（fH + fL）/ 2為中心頻率。
按照FCC Part15的規(guī)定，在無(wú)需授權(quán)機(jī)制下，從3.1GHz~l0.6GHz之間7. 5GHz的帶寬頻率為UWB所使用的頻率范圍。
UWB與其他技術(shù)（如GPRS、移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)、WLAN等）的產(chǎn)品存在同頻和鄰頻干擾問(wèn)題，如圖1所示。為避免對(duì)現(xiàn)存通信系統(tǒng)潛在的可能干擾，FCC對(duì)其輻射功率作出了嚴(yán)格的限制，將其等效各向同性輻射功率(EIRP)限制在-41.3dBm/MHz以下，相當(dāng)于帶寬為1MHz的輻射體在
圖1：鄰頻干擾 圖2：FCC制定的UWB設(shè)備的輻射掩蔽
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四、UWB技術(shù)與傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的區(qū)別
超寬帶和其它的“窄帶”或者是“寬帶”重要有兩方面的區(qū)別：
1、超寬帶的帶寬：按照美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的定義信號(hào)帶寬大于1.5GHz，或信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%為超寬帶；信號(hào)帶寬與中心頻率之比在1%~25%之間為寬帶，小于1%為窄帶，可見(jiàn)UWB的帶寬明顯大于目前所有通信技術(shù)的帶寬。
2、超寬帶的無(wú)載波傳輸方式：傳統(tǒng)的“窄帶”和“寬帶”都是采用無(wú)線(xiàn)電頻率（RF）載波來(lái)傳送信號(hào)，載波的頻率和功率在一定范圍內(nèi)變化，從而利用載波的狀態(tài)變化來(lái)傳輸信息。相反的，超寬帶以基帶傳輸。實(shí)現(xiàn)方式是發(fā)送脈沖無(wú)線(xiàn)電（IR）信號(hào)傳送聲音和圖像數(shù)據(jù)，每秒可發(fā)送多至10億個(gè)代表0和1的脈沖信號(hào)。這些脈沖信號(hào)的時(shí)域極窄（0.1至1.5納秒），頻域極寬（數(shù)Hz到數(shù)GHz，可超過(guò)10GHz），其中的低頻部分可以實(shí)現(xiàn)穿墻通信。UWB脈沖信號(hào)的發(fā)射功率都十分低，僅僅相當(dāng)于一些背景噪音，不會(huì)對(duì)其他窄帶信號(hào)產(chǎn)生任何干擾。由于UWB系統(tǒng)發(fā)射功率譜密度非常低，因而被截獲概率很小，被檢測(cè)概率也很低，與窄帶系統(tǒng)相比，有較好的電磁兼容和頻譜利用率。
3、超寬帶的耗能：傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)出載波，要消耗不少電能。而UWB是發(fā)出脈沖電波----直接按照0或1發(fā)送出去。由于只在需要時(shí)發(fā)送脈沖電波，因而大大減少了耗電量（僅為傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的1/100）。
4、超寬帶的無(wú)載波技術(shù)：UWB不使用載波，而是使用短的能量脈沖序列，并通過(guò)正交頻分調(diào)制或直接排序?qū)⒚}沖擴(kuò)展到一個(gè)頻率范圍內(nèi)。這兩種技術(shù)是目前TG
五、超寬帶UWB技術(shù)的特點(diǎn)
UWB是一種“特立獨(dú)行”的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，它將會(huì)為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）和個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN）的接口卡和接入技術(shù)帶來(lái)低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。
UWB技術(shù)有其獨(dú)特的特點(diǎn)，欲進(jìn)一步了解其特點(diǎn)及應(yīng)用的請(qǐng)進(jìn)入。
