UWB Pulse transmission
介紹
超寬頻（Ultra-wideband，簡稱UWB）是一種具備低耗電與高速傳輸的無線個人區域網絡通訊技術，適合需要高質量服務的無線通信應用，可以用在無線個人區域網絡（WPAN）、家庭網路連接和短距離雷達等領域。它不採用連續的正弦波（sine waves），而是利用脈衝訊號來傳送。
特性
UWB是一種無載波通信技術，利用奈秒（ns）至皮秒（ps）級的非正弦波窄脈衝傳輸數據,而時間調變技術令其傳送速度可以大大提高，而且耗電量相對地低，並有較精確的定位能力。與常見的通信使用的連續載波方式不同，UWB採用極短的脈衝信號來傳送數據。這些脈衝所佔用的頻寬甚至達到幾GHz，因此最大數據傳輸速率可以達到幾百Mbps。因為使用的是極短脈衝，在高速通信的同時，UWB設備的發射功率卻很小，僅僅只有目前的連續載波系統的幾百分之一。
超寬頻的傳輸距離都是在十公尺之內，它的傳輸速率高達480Mbps，是藍芽的159倍，是Wi-Fi標準的18.5倍，非常適合多媒體信息的大量傳輸。
超寬頻技術
根據美國聯邦傳播通訊委員會規定，UWB 通訊與量測系統所使用之頻段為3.1~10.6GHz，發射功率限制在-41.25dBm/MHz（Part 15b Limitation）以避免干擾其他現存之通信系統（如下圖）
目前文獻中公開實現UWB訊號的是數據調變方法，主要可分為下列四種：
超寬頻無線與熟悉的無線電通訊形式不同，比如AM/FM、短波、警消頻道、收音機、電視等等。這些窄頻服務使用所謂的載波，而且會保持在分配到的頻帶範圍內，以避免彼此干擾。藉由調制載波的振幅、頻率或相位，資料訊息可壓在基底的載波訊號上，然後在接收端還原成原始訊息。
超寬頻技術則截然不同，不採用載波訊號，而是發射一系列斷斷續續的脈衝。藉由修改脈衝的振幅、極性、時間和其他特性，便可將資訊編碼成數據流。超寬頻的傳輸模式有好幾種不同的稱呼，像是無載波、基頻、非正弦或是脈衝應用等。
超寬頻脈衝的延續時間很短，因此必須在橫跨好幾GHz的連續頻帶內運作。結果是，脈衝愈短，占據的頻譜愈寬。
超寬頻脈衝採用的頻率和傳統廣播電台相同，因此可能會干擾對方。因為要橫跨很遠的距離，所以採用高功率。但在今天的管制環境裡，像這樣的系統幾乎會干擾到大氣中的所有人，讓人無法忍受。超寬頻通訊系統也會有同樣的問題，除非在運作時刻意把它們的功率降低，讓發射出來的無線電平均能量低於吹風機、電鑽、筆記型電腦和其他常用家電。這些電器在使用時，不可避免也會輻射出電磁能量。這樣的低功率輸出，意謂著超寬頻的使用範圍極受限制，最遠不到100公尺，通常短至10公尺。
（圖︰超寬頻無線技術占有的頻率很低，和傳統通訊技術不一樣。但超寬頻的功率水準非常低，通常低於現有訊號環境的雜訊底層。）
優點
低耗電。
使用非連續性的窄脈衝，設備發射功率小。
高速傳輸。
高安全性。
脈衝短，難以被偵測。
低干擾性。
低成本。
使用零件較少。
應用
短距的高速無線通訊又可根據大量資料傳輸和流媒體影音播放的用途，以及是固定式或可攜式的設備，再分為四大類型的應用領域。這四大區塊的要求各不相同，其中流媒體影音播放要求極高的即時性，大量的資料傳輸要求的則是速度，可攜式設備則非常重視低功耗及小尺寸的設計。由於USB介面之間佔據市場主導地位，因此，無線USB也就自然而然地成為UWB的發力點。為區別Cypress公司無線USB的企業標準，基於UWB的無線USB又被稱為Certified Wireless USB，以下用W-USB替代。現在，圍繞WUSB/UWB領域已經聚集起一批晶片供應商：Wisair、Staccato、Alereon、WiQuest、Sigma Designs、Realtek、Tzero、Focus Enhancements、Artimi、NEC、Infineon。
參考文獻
莊郁民 Yu-Min Chuang, “超寬頻技術發展剖析”
謝慶南, “3~5GHz 射頻電路製作及其對UWB-OFDM訊號之影響評估”
http://sa.ylib.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/Ultra-WideBand
http://www.njupt.edu.cn/uwb/index.htm
http://www.compotechasia.com/articleinfo.php?id=9841
http://www.2cm.com.tw/technologyshow_content.asp?sn=0701010563