探究超宽带系统及其关键技术机制
UWB (Ultra Wideband，超宽带)是一种短距离无线通讯技术，具有信号功率谱密度低、系统耗电量少、复杂度低、定位精度高等优点，已经成为当今高速无线个域网（WPN）领域内的主要热点技术之一。该文回顾了UWB技术的近期发展情况，描述了复杂频谱干扰和密集多径环境下的MB-OFDM体系UWB技术底层规范特点，分析了包括物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）的帧格式、OFDM跳频机制、FTC方案以及协议的安全机制，最后对超宽带的发展方向-认知超宽带提出了展望。
【IT专家网独家】1.UWB概述
超宽带(UWB)技术始于20世纪60年代兴起的军用脉冲通信技术，主要应用于军用高精度雷达和隐密通信，它利用频谱极宽的超短脉冲进行通信，因此，又称为基带通信或无载波通信，主要在10米左右的范围内实现了高达1Gbit/s速率的短距离无线高速数据传输。2002年UWB被批准民用以来得到了迅速的发展，FCC发布了频谱与辐射规范、以及相应的产品测试规范，2006年2月，国际电信联盟第一研究组将UWB确定为“全球性监管标准”，这更加速了基于UWB的应用开发成为了全球业界竞相追逐的热点。经过数年的研究和发展，WiMedia联盟提供的MB-OFDM UWB标准体制得到了更多国际标准组织的支持，并最终通过ISO认证成为UWB国际标准。
MB-OFDM UWB标准必将促进超宽带技术在全球范围内的统一，同时，更多的全球领先的芯片制造厂商加入到支持该标准的联盟当中，也大大加快了世界范围内超宽带商业化应用产品和产业发展的进程。
2. UWB演进历程及新进展情况
1998年，美国联邦通信委员会(FCC)发布征询公告，开放UWB研发权和研发建议。2000年，美国的FCC开始超宽带标准的征集工作。
2002年4月，FCC发布全球第一个免牌照的民用UWB，公布了民用UWB设备使用频谱与辐射功率的规范，随后，业界先后形成了制定UWB标准的两个工作组，一个是成立于2002年的IEEE 802.15.3a工作组，制定的是高速UWB的标准;另一个是成立于2003年的IEEE 802.15.4a工作组，制定的是低速UWB标准。目前，IEEE 802.15.4a已经通过了采用chirp扩展频谱(CSS)传输技术的标准，速率可达1Mbps，工作在2.4GHz频段(不属于超宽带)。
IEEE 802.15.3a任务组负责高速UWB标准的制定，高速UWB标准有两个提案，这两个提案形成了许多超宽带的阵营，其中比较有实力的为WiMedia联盟、MBOA联盟和DS-UWB论坛，两大方案在ISO中开展着长达四年的标准之争。2005年WiMedia联盟与MBOA联盟合并，壮大了实力，之后基本上形成了WiMedia联盟和DS- UWB论坛的两军对垒的局面。其中，WiMedia联盟做的是基于MB-OFDM方案的超宽带，它是全球最大的UWB行业组织，代表领先的全球制造商。DS-UWB论坛倡导的是直序UWB，即DS-CDMA方案，其董事会成员包括Freescale、Pulse-LINK和摩托罗拉。
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