UWB超宽带通信应用领域逐渐拓宽

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UWB具有高数据率、低功耗、结构简单和价格低廉等特点，为无线通信的发展提供了新的机遇。同时，由于其占用极宽的带宽，与其他通信系统共享频段，给干扰、兼容等相关领域的研究也带来了一定的挑战。

　　UWB带来的新机遇

　　目前，UWB技术的应用场景主要包括家庭、办公室、个人消费电子产品。在“数字化家庭”或“数字家庭网络”的概念日益广泛普及的今天，关注这一概念的消费电子厂商试图用无线网络将消费者家居中的电器连接起来，使各种大带宽的Video信息可以在这些电器之间传递和交换，为业务的快速发展带来了新的机遇。
　　UWB在数字化办公室的应用表现为用无线方式代替传统有线连接，使办公环境更加方便灵活。早期的蓝牙技术已经使某些设备的无线互联成为可能。但由于传输速率过低(1Mbps以下)，只能用于某些计算机外设(如鼠标、键盘、耳机等)与主机的连接。而UWB技术的高传输带宽可以实现主机和显示屏、摄像头、会议设备、终端设备及投影仪之间的无线互连。同样，UWB技术在个人便携设备上也将会有规模应用。由于UWB技术已经可以提供相当于计算机总线的传输速率，这样个人终端就可以从互联网或局域网上即时下载大量的数据，从而将大部分数据存放在网络服务器的存储空间中，而不是保存在个人终端中。携带具有UWB功能的小巧终端，在任何地点都可以接入当地的UWB网络，利用当地的设备(如大屏幕电视、电脑、摄像头、打印机等)随时构成一台属于自己的多媒体计算机。
　　从上面的分析可以看出，取代现有USB接口和1394接口的线缆连接，即无线UWB和无线1394将成为UWB技术最有前途的应用。无线USB联盟已经宣布物理层使用MB-OFDM方案，这对于UWB的应用将是较好的推动。
　　2006年，已经有多家公司可以提供UWB芯片，例如Alereon、Artimi、Staccato、Wisair、In-tel、英飞凌等均有各自的UWB芯片解决方案，包括基带芯片、MAC芯片、RF收发芯片或集成基带、MAC和RF的芯片。同时，很多芯片公司均宣布在2007年推出符合WiMedia认证的UWB芯片，并将拓展UWB应用在消费电子类产品中。在笔记本电脑芯片市场占有绝对领导地位的Intel公司，致力于将UWB的主要应用无线USB2.0作为笔记本电脑的标准配置接口。

　　UWB技术发展中的问题

　　超宽带通信应用中存在的一个重要问题是与其他通信系统的共存和兼容问题。由于超宽带系统使用很宽的频带，所以和很多其他的无线通信系统频段重叠。虽然从理论上说超宽带系统的发射功率频谱密度很低，应能和其他系统“安静地共存”，但实际应用中超宽带系统对其他系统的兼容性需要用实验证明。特别是超宽带系统的工作机理和特性还有很多不清楚的方面，比如超宽带系统的带外干扰问题，即超宽带设备也有可能对在其工作频段之外的无线系统产生一定的干扰，这部分干扰还很难用理论计算的方法准确估计。因此虽然FCC将UWB工作频段定为3.1GHz以上，但超宽带设备对3.1GHz以下频段系统(如2G/3G蜂窝移动通信系统、PHS、无线局域网系统)的干扰也需要考虑。
　　FCC规定UWB设备主要的工作频段将位于3.1GHz和10.6GHz之间，这个频段内，其发射功率被限制在-41.3dBm/MHz以下。而在此频段以外，实行更严格的功率控制标准。除了要考虑对已有通信系统的干扰外，还要考虑对已有非通信业务有可能产生的干扰。除FCC之外，日本在2006年也提出了自己的UWB频率范围和发射功率控制标准。
　　ITU-RSG1(频谱规划研究组)下曾经设立了1/8任务组(TaskGroup1/8)，研究范围为“UWB设备和无线通信业务之间的兼容性”。在该任务组研究期内，提出了全球UWB频谱分配和监管的若干原则。
　　在UWB概念最早提出之日，WLAN的物理层理论速率最高为54Mb/s，有效速率最高约为20Mb/s，很难满足视频信号传输的需求。但是，随着物理层可以支持100Mb/s以上802.11n标准的逐步推进，2006年，很多公司纷纷推出了支持100M以上物理层速率的pre-802.11nWLAN设备。相比UWB，WLAN存在几个明显的技术优势。WLAN工作在免许可频段，标准化程度较高，且WLAN产品已经非常成熟，随着802.11n在未来几年的大规模应用，设备成本也将会下降到现有802.11g产品的水平。因此，在未来支持高速视频流传输上，如家庭网络中设备的无线互连，WLAN和UWB存在一定程度的应用和定位重叠。当然WLAN技术是为支持PC之间的无线连接开发的，因此在消费电子领域环境下的应用存在耗电和带宽的局限性。
　　尽管目前UWB的发展中存在着频率管制、标准化等难题，必须面对其他无线技术的竞争，但是可以预见，随着无线多媒体应用越来越普及，UWB将在消费电子领域、通信领域获得大规模应用。