超寬帶(UWB)技術(shù)始于20世紀(jì)60年代興起的脈沖通信技術(shù),，利用頻譜極寬的超短脈沖進(jìn)行通信，又稱為基帶通信,、無載波通信,，主要用于軍用雷達(dá)、定位和通信系統(tǒng)中,。2002年2月,，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)批準(zhǔn)了UWB技術(shù)用于民用；隨后,，日本于2006年8月開放了超寬帶頻段,。由于UWB技術(shù)具有傳輸速率高(達(dá)1Gbit/s)、抗多徑能力強,、功耗低,、成本低,、穿透能力強、低截獲概率,、與現(xiàn)有其他無線通信系統(tǒng)共享頻譜等特點,，現(xiàn)在已經(jīng)成為無線個人域網(wǎng)(WPAN)的首選技術(shù)。

超寬帶理論

迄今為止,，超寬帶理論體系還不完善,，關(guān)于其工作機理和特性還有很多疑問，如超寬帶信號傳播特性,、信道模型,、超寬帶天線設(shè)計理論以及超寬帶信號處理理論等，而這對超寬帶系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用至關(guān)重要,。

標(biāo)準(zhǔn)化

在UWB物理層兩種技術(shù)方案中,，DS-UWB產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對領(lǐng)先，目前已有多款商用芯片問世,，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入模塊階段(IEEE1394和PCI應(yīng)用模塊,，無線USB應(yīng)用模塊)，2004年8月獲得了FCC的批準(zhǔn),，嵌入DS-UWB的電子產(chǎn)品可以在美國市場銷售,。

MB-OFDM商用芯片問世，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入芯片階段,，獲得了眾多廠商的支持,。

IEEE802.15.3a高速UWB的上層協(xié)議由WiMediaAlliance負(fù)責(zé)。2005年3月,，WiMedia聯(lián)盟與MB-OFDM聯(lián)盟合并,，顯著提高了開發(fā)超寬帶標(biāo)準(zhǔn)和互操作性的效率，但這并沒有改變最終結(jié)果,。經(jīng)過四年爭論之后,，IEEE負(fù)責(zé)802.15.3aUWB標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)小組經(jīng)全體投票一致通過決定解散，消費者將自己選擇他們認(rèn)為最方便,、最實用的技術(shù),。與此同時，WiMedia聯(lián)盟建議歐洲的行業(yè)協(xié)會和標(biāo)準(zhǔn)化組織EcmaInternational的成員采用其MB-OFDM標(biāo)準(zhǔn)作為消費產(chǎn)品中使用的UWB全球標(biāo)準(zhǔn),，并將標(biāo)準(zhǔn)提交ISO/IECJTC1快速通過,。

干擾問題

超寬帶系統(tǒng)應(yīng)用中存在一個與現(xiàn)有其他無線通信系統(tǒng)的共存問題。由于超寬帶系統(tǒng)使用很寬的頻譜,，因此與很多其他的無線通信系統(tǒng)頻譜重疊,。雖然從理論上說超寬帶系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度很低，應(yīng)能和其他無線通信系統(tǒng)兼容,，但在實際應(yīng)用中,，超寬帶系統(tǒng)對其他無線通信系統(tǒng)的兼容性還需要實驗證明,，特別是超寬帶系統(tǒng)的工作機理還有很多不清楚的方面，比如超寬帶系統(tǒng)的帶外干擾問題,，即超寬帶設(shè)備有可能對其工作頻段之外的無線系統(tǒng)產(chǎn)生一定的干擾,，這部分干擾還很難用理論計算的方法準(zhǔn)確估計，如對GPS的干擾,、對個人通信系統(tǒng)900/1800MHzGSM的干擾,、對無線局域網(wǎng)IEEE802.11的干擾等，特別是當(dāng)某特定區(qū)域有很多超寬帶設(shè)備時,，其集中干擾必須認(rèn)真考慮,。

與之對應(yīng)的問題是，來自于其他無線通信系統(tǒng)的信號對UWB接收機的帶內(nèi)干擾,。UWB設(shè)備發(fā)射功率譜密度很低,，UWB接收機中容易受到噪聲和干擾影響，特別是來自窄帶無線系統(tǒng)的阻塞干擾,。

干擾問題始終是制約民用超寬帶技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的一個重要問題,。目前，隨著4G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的加快,，UWB與4G的“和平共處”也值得深入研究,。UWB使用頻段與4G候選頻段有重疊，為了對未來的4G系統(tǒng)提供保護(hù),，必須開展UWB與4G的共存研究,。DAA(detect and avoid)作為UWB的防干擾技術(shù)在日本和歐洲越來越受到重視，為了保護(hù)未來4G移動通信系統(tǒng),，一些國家提出UWB必須使用DAA的限制方案。

“UWB＋無線Mesh”

與傳統(tǒng)的集中控制式無線網(wǎng)絡(luò)相比,，Mesh擴展覆蓋范圍,，提供非視距傳輸(NLOS)，結(jié)構(gòu)靈活,，具有自建性,、自愈性、自組性,，支持多種接入方式,，支持移動性，易于安裝,，成本低廉,。作為一種理想的網(wǎng)狀網(wǎng)物理層技術(shù)，UWB和網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)的融合將是未來UWB技術(shù)發(fā)展不可避免的趨勢,。

UWB技術(shù)的特點決定了整個網(wǎng)絡(luò)的功耗和成本可以很低,，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率高,，系統(tǒng)總?cè)萘看螅踩阅芨?，抗信道衰落能力強,。但基于UWB的網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)也有其缺點，主要表現(xiàn)為：由于UWB發(fā)射功率限制,，單跳傳輸距離短,，只有10米左右的距離。

UWB應(yīng)用

UWB技術(shù)可以提供高達(dá)1Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,，可用在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)或辦公網(wǎng)絡(luò)中,，實現(xiàn)近距離、高速率數(shù)據(jù)傳輸,。例如,，利用UWB技術(shù)可以在家用電器設(shè)備之間提供高速的音頻、視頻業(yè)務(wù)傳輸,。在數(shù)字辦公環(huán)境中,，應(yīng)用UWB技術(shù)可以減少線纜布放的麻煩，提供無線高速互聯(lián),。另外,，利用UWB技術(shù)還可以實現(xiàn)軍用通信、雷達(dá)探測,、精確定位等等,。

UWB技術(shù)起源于脈沖通信，最初主要用于軍事領(lǐng)域,。近年來,，超寬帶技術(shù)開始用于民用高速、近距離無線通信領(lǐng)域,，并取得了較快發(fā)展,，產(chǎn)生了MB-OFDM、DS-UWB兩種技術(shù)方案,。目前,，國際上對UWB技術(shù)的研究正在如火如荼地進(jìn)行。憑借高速率,、低功耗,、低成本等優(yōu)勢，超寬帶技術(shù)必將得到廣泛應(yīng)用,。