超宽带无线通信技术
近年来，超宽带(UWB)无线通信成为短距离、高速无线网络最热门的物理层技术之一。
许多世界著名的大公司、研究机构、标准化组织都积极投入到超宽带无线通信技术的研究
开发和标准化工作之中。为了使读者对 UWB 技术有所了解，本讲座将分 3 期对 UWB 技术
进行介绍：第 1 期讲述 UWB 的产生与发展、技术特点、信号成形及调制与多址技术，第 2
期对 UWB 信道、系统方案及接收机关键技术进行介绍，第 3 期介绍 UWB 的应用前景及标
准化情况。
1 UWB 的产生与发展
超宽带(UWB)有着悠久的发展历史，但在 1989 年之前，超宽带这一术语并不常用，在
信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。1989 年，美国国防部高级研究计划署
(DARPA)首先采用超宽带这一术语，并规定：若信号在 -20 dB 处的绝对带宽大于 1.5 GHz
或相对带宽大于 25%，则该信号为超宽带信号。此后，超宽带这个术语才被沿用下来。
其中，f H 为信号在-20 dB 辐射点对应的上限频率、f L 为信号在-20 dB 辐射点对应的下
限频率。图 1 给出了带宽计算示意图。可见，UWB 是指具有很高带宽比(射频带宽与其中
心频率之比)的无线电技术。
为探索 UWB 应用于民用领域的可行性，自 1998 年起，美国联邦通信委员会(FCC)开始在
产业界广泛征求意见。美国 NTIA 等通信团体对此大约提交了 800 多份意见书。
2002 年 2 月，FCC 批准 UWB 技术进入民用领域，并对 UWB 进行了重新定义，规定
UWB 信号为相对带宽大于 20%或-10 dB 带宽大于 500 MHz 的无线电信号。根据 UWB 系统
的具体应用，分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。根据 FCC Part15 规
定，UWB 通信系统可使用频段为 3.1 GHz～10.6 GHz。为保护现有系统(如 GPRS、移动蜂
窝系统、WLAN 等)不被 UWB 系统干扰，针对室内、室外不同应用，对 UWB 系统的辐射
谱密度进行了严格限制，规定 UWB 系统的最高辐射谱密度为-41.3 dBm/MHz.。图 2 示出了
FCC 对室内、室外 UWB 系统的辐射功率谱密度限制。当前，人们所说的 UWB 是指 FCC
给出的新定义。
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