本文詳細(xì)介紹了超寬帶無(wú)線接入技術(shù)的由來(lái)，從無(wú)線UWB技術(shù)，也就是脈沖無(wú)線電技術(shù)發(fā)展而來(lái)。應(yīng)用于更廣闊的領(lǐng)域，與我們?nèi)粘Ｉ钕嗷ト诤希粌H是在娛樂(lè)和工作上帶來(lái)便利。

超寬帶無(wú)線接入技術(shù)

根據(jù)超寬帶通信系統(tǒng)存在嚴(yán)重窄帶干擾和MB-OFDM信號(hào)高峰均功率比的問(wèn)題，結(jié)合我國(guó)頻譜資源分配現(xiàn)狀和硬件可實(shí)現(xiàn)條件，運(yùn)用超寬帶無(wú)線接入技術(shù)可設(shè)計(jì)一種基于正交擴(kuò)展與交織的MB-OFDM超寬帶（MB-OFDM-UWB）通信系統(tǒng)。包括信道劃分方案、信號(hào)發(fā)送形式、數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)、收發(fā)機(jī)實(shí)現(xiàn)框架等系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)。該技術(shù)將子載波傳輸?shù)木幋a比特流擴(kuò)展到相應(yīng)子帶的所有子載波上，然后再將各子載波傳輸?shù)臄U(kuò)展數(shù)據(jù)流在所有的子帶間進(jìn)行交織。

這樣，一方面充分利用了系統(tǒng)子載波和子帶之間的頻率分集性，大大增強(qiáng)了MB-OFDM-UWB系統(tǒng)抗窄帶干擾的能力；另一方面，通過(guò)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行正交擴(kuò)展與交織，使得進(jìn)入多載波調(diào)制的數(shù)據(jù)趨于高斯分布，減小了傳輸數(shù)據(jù)自相關(guān)函數(shù)的旁瓣峰值，降低了OFDM-UWB信號(hào)的峰均功率比，同時(shí)還改善了信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)。理論分析和仿真結(jié)果表明，基于這種結(jié)構(gòu)的超寬帶通信系統(tǒng)在系統(tǒng)容量、誤比特率性能、抗干擾、信號(hào)峰均功率比、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性等方面均具有諸多的優(yōu)勢(shì)。

追溯超寬帶無(wú)線接入技術(shù)的由來(lái)，從以下說(shuō)起：根據(jù)FCC的定義，UWB技術(shù)是指相對(duì)帶寬（帶寬與中心頻率之比）大于0.2或帶寬超過(guò)500MHz的系統(tǒng)。FCC分配了3.1～10.6GHz頻段作為UWB系統(tǒng)可使用的頻段，在該頻段內(nèi)，UWB設(shè)備的發(fā)射功率需低于-41.3dBm/MHz，以便與其他無(wú)線通信系統(tǒng)共存。

早期的UWB技術(shù)使用的是脈沖無(wú)線電技術(shù)，脈沖UWB技術(shù)的脈沖長(zhǎng)度通常在亞納秒量級(jí)，信號(hào)帶寬經(jīng)常達(dá)數(shù)GHz，且具有很小的占空比，這使得脈沖UWB設(shè)備的平均發(fā)射功率很低，是現(xiàn)有的藍(lán)牙系統(tǒng)的1/100至1/1000。低發(fā)射功率帶來(lái)優(yōu)勢(shì)是UWB設(shè)備的發(fā)射功率能夠降到背景噪聲的水平，因此可以和其他無(wú)線系統(tǒng)共享頻段。而且極低的發(fā)射功率也使UWB設(shè)備具有很低能耗、低成本、保密性良好等優(yōu)點(diǎn)。

另外，低占空比的脈沖UWB設(shè)備也有很好的抗多徑干擾性能。脈沖UWB系統(tǒng)的缺點(diǎn)是頻譜利用率較低，脈沖成形濾波過(guò)程中殘留的帶外頻率分量可能產(chǎn)生難以預(yù)估的干擾，并且實(shí)現(xiàn)脈沖UWB系統(tǒng)有一定的困難。

當(dāng)今主流的UWB技術(shù)方案是將傳統(tǒng)的載波調(diào)制技術(shù)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，使其能夠利用很大的帶寬，從而實(shí)現(xiàn)很高的容量。非脈沖UWB方案主要有多頻帶OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA兩種，分別可以看作是OFDM技術(shù)和CDMA技術(shù)的超寬帶改進(jìn)型。MB-OFDM仍然基于128點(diǎn)的OFDM傳輸，但每個(gè)子載波的頻寬由幾kHz增長(zhǎng)到4MHz。而DS-CDMA采用了超過(guò)1Gcps的碼片速率，與傳統(tǒng)CDMA技術(shù)幾百kcps的碼片速率形成了很大區(qū)別。人們?cè)谶@兩種技術(shù)上積累的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)大部分仍適用于UWB技術(shù)，只是在干擾問(wèn)題、頻譜規(guī)劃、低能耗等具體的技術(shù)環(huán)節(jié)上應(yīng)特別注意。

近幾年來(lái)，UWB技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化主要在IEEE 802.15框架內(nèi)進(jìn)行。IEEE 802.15是從事無(wú)線個(gè)人網(wǎng)（WPAN）的標(biāo)準(zhǔn)化組。WPAN系統(tǒng)主要用于個(gè)人設(shè)備之間的互聯(lián)，覆蓋范圍在10m以內(nèi)，且具有廉價(jià)、低能耗的特點(diǎn)。在802.15協(xié)議中，802.15.3a專門考慮采用UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高WPAN的速率的目標(biāo)。脈沖無(wú)線電UWB技術(shù)是802.15.4的備選方案之一，用于提供高精度測(cè)距和定位服務(wù)（精度1m以內(nèi)），以及實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的作用距離和超低耗電量。

WPAN中的UWB技術(shù)主要是應(yīng)用于將越來(lái)越多的電子設(shè)備之間的聯(lián)線替換為無(wú)線連接，使家居或辦公室中各種設(shè)備之間的信息交換更加方便、靈活和快捷。UWB技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化家庭，可以將消費(fèi)者家居中的電器用一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，使各種影音信息可以在這些電器之間傳遞和交換。UWB WPAN技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化辦公室，可以將所有的電子辦公設(shè)備用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，能夠免除接線繁多的麻煩，使辦公環(huán)境更加方便靈活。UWB技術(shù)用于會(huì)議設(shè)備的互聯(lián)，能夠讓與會(huì)者的終端設(shè)備之間以及與投影儀之間都可以建立高速的無(wú)線連接，及時(shí)地交換、展示多媒體內(nèi)容。

UWB技術(shù)應(yīng)用于個(gè)人便攜設(shè)備上，使得個(gè)人終端可以從互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)上即時(shí)下載大量的數(shù)據(jù)，從而將大部分?jǐn)?shù)據(jù)存放在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的存儲(chǔ)空間中，而不是保存在個(gè)人終端中。這樣，功能強(qiáng)大的個(gè)人計(jì)算機(jī)也可能變得十分小巧，便于攜帶。隨著UWB技術(shù)的發(fā)展、完善，我們甚至可以將其用于個(gè)人終端不同部件之間的互聯(lián)。從而使用戶更容易接受、更容易使用。

超寬帶無(wú)線接入技術(shù)從UWB技術(shù)發(fā)展而來(lái)，可以說(shuō)是UWB的升級(jí)版。每一種無(wú)線技術(shù)都是相互影響和促進(jìn)，結(jié)合或者融合，為今后的網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)發(fā)展的養(yǎng)料。