UWB技術是一種新型的無線通信技術。它通過對具有很陡上升和下降時間的沖激脈沖進行直接調制，使信號具有GHz量級的帶寬。超寬帶技術解決了困擾傳統無線技術多年的有關傳播方面的重大難題，它具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統復雜度低、能提供數厘米的定位精度等優點。 超寬帶信號及其特點 美聯邦通信委員會(FCC)規定： 部分帶寬號稱為UWB信號。其中，部分帶寬為信號功率譜密度在-10dB處測量的值。

UWB最早出現于60年代，當時主要研究受時域脈沖響應控制的微波網絡的瞬態動作。通過Harmuth、Ross和Robbins等先行公司的研究，UWB技術在70年代獲得了重要的發展，其中多數集中在雷達系統應用中，包括探地雷達系統。到80年代后期，該技術開始被稱為“無載波”無線電，或脈沖無線電。美國國防部在1989年首次使用了“超帶寬”這一術語，而到現在UWB理論和技術已經發展了近30年。在UWB的發展過程中，其中有兩項進展十分重要：其一是UWB系統可以與其它使用更高頻譜密度的通信系統共存而不產生任何干擾；其次是FCC于2002年2月14日發布的02-48號報告及規則，該規則定義了不同類UWB設備的發射限制。該規則出臺后，UWB設備立即獲得了廣泛的市場機會，業界對于今后的UWB標準產品也表示出濃厚的興趣。

由于FCC對UWB進行了一定限制，UWB最初的應用主要集中在無線PAN上，傳輸距離約為10米，數據速率為110Mbps到480Mbps。這種高速率可輕易地實現客廳內各種數字娛樂設備間的聯網，如DVD、衛星/有線電視機頂盒、電視機及環繞音響。此外，它還可實現數碼相機、掃描儀、打印機、攝像機及MP3播放機等設備與電腦之間的無線連接，從而為采用USB2.0或IEEE 1394有線連接的設備提供了另一種互聯方式，甚至可以取代這些有線連接。此外，還可以通過UWB對多個房間內的設備進行互聯。但是，由于UWB的傳輸功率較低，信號處理可能會有些困難，其頻率范圍為3~10GHz也不易穿透墻壁等障礙。

UWB的調制頻段定義為超過中心頻率20%的帶寬比(或500MHz)，因此現有的多種方法均可以產生滿足要求的信號，包括直接序列擴頻、啁啾調制、時間調制UWB(TM-UWB)和子頻段方法。

DS-UWB

產生UWB信號的一個簡單方法是用一個非常長的偽隨機噪聲(PN)序列來直接擴展信息位，這樣的系統可看作是CDMA的一種特例。目前已有研究人員提議使用這種方法，不過更為流行的是另一種稱為直接序列UWB(DS-UWB)的方法，它的原理與前者基本相同，但是采用了一個單脈沖作為碼片波形。因此DS-UWB要同時承受碼間干擾(ISI)和信道間干擾(ICI)，尤其是在采用短代碼序列的時候。

啁啾調制

碼片信號的傳輸和反向壓縮(converse compression)技術最初用于雷達設備。在通信應用中，線性啁啾信號更為適用。這些操作通常由聲表面波(SAW)器件來實現，而使用SAW器件會增加產品尺寸和成本，降低廠商的競爭優勢。此外，SAW器件在不同的溫度條件下變化較大，使可靠性降低。因此，寬帶啁啾調制目前尚未在通信領域獲得廣泛應用。

TM-UWB

TM-UWB系統采用的信號基于短周期脈沖序列，這些脈沖序列由單個基本脈沖波形形成。脈沖波的周期為0.2ns到1ns，而脈沖重復間隔則為25ns到1ms。因此，每兩個脈沖間有一段很長的靜默期，通道脈沖響應可回落到零。這樣無需均衡器便可將碼間干擾降低到可以忽略不計的程度。

在不同的調制方法中，有各種不同的脈沖波形可供選用，其中高斯脈沖最為常用(見圖3)。在這種脈沖中，為了獲得有效的天線發送效果，直流分量為零。

頻率子頻段應用

目前，很多公司都已開發出單頻段脈沖無線電技術，這些公司同時還獨立開發了多頻段技術，以解決一些共性問題。這些問題包括由于大部分頻譜為脈沖波形所占據而產生固定干擾的處理，通常這些固定干擾很難消除，例如高斯單脈沖有一種特殊的頻譜形狀，可在頻域范圍內進行縮放但無法改變其形狀。

除了上述討論過的脈沖無線電調制技術外，子頻段也可作為一種新的調制技術。它使得碼集更豐富，可在每個脈沖周期內增加更多的信息位。這些豐富的碼集有以下優點：

1. 可以提高數據速率并且不會引發碼間干擾問題，而碼間干擾問題通常在脈沖重復率較高時會出現。

2. 由于它的脈沖重復率低，因此可以使多個未經協調的微型網絡(piconet)設備能及時地交替工作。

3. 增強了抗多徑干擾能力。

多頻段的另一個重要特點是具有可擴展性和靈活性。多頻段方法的優點如下：

1. 滿足規則的靈活性(可以在不同國家或地區使用，滿足不同國家的相關規定和要求)。

2. 消除干擾(例如，它不占用802.11a的頻段)。

3. 使UWB可與其它通信技術共存。

4. 多頻段技術的可擴展性意味著在數據速率和可支配成本較低時，可使用較少的子頻段并使用成本較低的IC工藝，這樣便可實現更低的市場售價。

多頻段技術的缺點則是如果設計不當，那么所有子頻段電路都會出現同樣的問題，增加了成本。

UWB的應用前景及標準化

如前所述，UWB 系統在很低的功率譜密度的情況下，已經證實能夠在戶內提供超過480Mbps 的可靠數據傳輸。與當前流行的短距離無線通信技術相比，UWB 具有巨大的數據傳輸速率優勢，最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率。UWB技術在無線通訊方面的創新性、利益性已引起了全球業界的關注。與藍牙、802111b、802115 等無線通信相比， UWB 可以提供更快、更遠、更寬的傳輸速率，越來越多的研究者投入到UWB 領域，有的單純開發UWB技術，有的開發UWB應有，有的兼而有之。相信UWB技術， 不僅為低端用戶所喜愛，且在一些高端技術領域，在軍事需求和商業市場的推動下，UWB 技術將會進一步發展和成熟起來。據聯合商業情報公司在《關于UWB 的預測和潛在市場應用的報告》指出，2007 年全球配備UWB的電子設備和芯片的生產量將達到4510 萬套，當年的收益將達到13. 9 億美元。

最近一些標準化活動表明，多頻段UWB技術已獲得業界的廣泛認同。隨著業界對多頻段技術的支持越來越多，它將在上述各種同類技術中脫穎而出。越來越多的消費者會采用UWB技術作為家庭多媒體互聯技術，該技術將帶來一個廣闊的市場。因此，UWB技術的標準化十分重要，而目前還不能確定該標準制定完成的時間。此外，與未經協調的UWB Piconet共存也十分重要。