UWB技术是一种新型的无线通信技术。它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位等优点。 1 超宽带信号及其特点 美联邦通信委员会（FCC）规定： 部分带宽号称为UWB信号。其中，部分带宽为信号功率谱密度在-10dB处测量的值。在发射端，数据直接对射频脉冲调制，再通过可编程延时器件对脉冲进一步时延控制，通过超宽带天线发射出去。在接收端，信号通过相关器与本地模板波形相乘，积分后通过抽样保持电路送到基带信号处理电路中，由捕获跟踪部分、时钟振荡器和（跳时）码产生器控制可编程延时器，根据相应的时延产生本地模板波形，与接收信号相乘。整个收发信机几乎全部由数字电路构成，便于降低成本和小型化。

　　一、超宽带技术的基本原理

　　2002年2月，美国联邦通信委员会（FCC）修订了第15标准，定义UWB信号为相对带宽（信号带宽与中心频率之比）大于0.2，或在传输的任何时刻带宽不小于500MHz的信号，其中信号带宽定义为：低于发射功率10dB的截止频率间的带宽。

　　同传统通信系统相比，超宽带系统是有着其独特之处的。从时域上讲，一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制，而UWB是利用起、落点的时域脉冲（几十纳秒）直接实现调制，超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行，而且以这一过程中所持续的时间来决定带宽所占据的频率范围。从频域上讲，超宽带有别于传统的窄带和宽带，它的频带更宽。窄带信道上传输宽带信号，会出现什么问题？答案：频率选择性衰落。本问题比较难以描述，简单打个比方，就好比一辆很宽的汽车行驶在一个比它窄的公路上。或者说一个饼干生产线，流水线上，大量的饼干进入一个较窄的接收通道，必然两旁的饼干都会掉落到地上。实际通信中，分配给你的频带资源+真实的传播环境， 我们称之为信道。信道也具备一定的频谱特征。通常情况下，分配到的频带资源越宽，传播环境越稳定，信道能够承载的数据速率就越高。

　　二、超宽带技术在家庭网络中的应用

　　1.家庭网络

　　家庭网络系统，由至少一个电器件和网络管理器，以及应用于其中，使其可通讯的具有既定协议的网络构成，网络管理器通过网络向电器件传输既定的请求信息包，电器件根据请求信息包执行既定功能，判断上述请求信息包内是否包含有用于提示多个接收方的地址，并根据判断传输响应信息包。本发明其内设有作为通用通讯标准的控制协议，具有控制及监视家庭网络系统内的家电等功能。根据请求信息包的接收方地址，调整响应信息包的传输始点，从而控制网络上的通信量。

　　2.直接序列超宽带通信子网技术

　　采用单频带体制的DS-UWB系统是家庭网络比较理想的方案。DS-CDMA建议采用了双频带（3.1～5.15GHz加 5.825～10.6GHz）的方法，DS-UWB无线通信系统结构图如图1所示。

　　与无线1394网桥综合的家庭网络结构支持IEEE1394固定连接和DS-UWB无线连接。无线UWB总线系统的拓扑结构是呈现星形，HUB 位置不是固定不变，管理所有挂在无线总线上的子站，负责维护帧结构，分配周期定时信息。要监控在总线注册的子站状态，在子站和子站间广播通信质量信息，显示同步和等时模式子站的时隙安排，控制多址接入过程，保证输出功率在某一电平之下。

　　直接序列超宽带系统的物理层采用二进制相移键控调制技术，为了避免多径衰落的影响，使用RAKE接收机接收信号。其多址接入技术采用直扩码分多址技术。由于UWB信号产生的特殊性，其脉冲成型技术为甚窄高斯单周脉冲，并使用空时编码对其进行编码。

　　直接序列超宽带系统的数据链路控制层（DLC）是由一系列帧长为1394周期数倍的DLC帧构成的，该帧由管理区域、数据区域、随机区域等组成。数据链路控制层把资源分成两部分，分别是用于等时时隙的预留带宽和用于同步时隙的动态带宽。UWB总线协议栈结构如图2。

　　直接序列超宽带的1394汇聚层（CL）含有IEEE1394特定业务会聚子层（SSCS）和公共部分会聚子层（CPCS），它类似IEEE1394b链路层，负责1394事务处理层和UWB低层次之间的映射。

　　三、超宽带技术在有线电视网络中的应用

　　1.有线电视网络及高清晰度电视技术

　　有线电视网是高效廉价的综合网络，它具有频带宽、容量大、多功能、成本低、抗干扰能力强、支持多种业务连接千家万户的优势，它的发展为信息高速公路的发展奠定了基础。有线电视网成为贴近家庭的多媒体渠道，只不过它目前还是靠同轴电缆向用户传送电视节目，还处于模拟水平。高清晰度电视，属于数字电视的标准，拥有的视频、音频效果。它与当前采用模拟信号传输的传统电视系统不同，采用了数字信号传输。数字化和网络化是广播电视的主要发展趋势。网络整合有效促进了网络规模效益的实现，网络整合不仅突破了有线网络本地分散发展的空间限制，同时也集中优势打造出了引领有线网络发展的骨干企业，为站在更高起点上加快有线网络数字化、双向化发展，推进网络产业化、集约化运营提供了基础和条件。

　　2.有线电视网络中的超宽带技术应用

　　交互式电视点播系统和高清晰度电视业务的码率高、数据量大，需要占用很大的带宽和网络资源，而数量巨大的用户数引起了资源的短缺。为了解决有线电视网络的带宽问题，引入超宽带技术，因为它使用无载波结构，网络配置成本低，只需要在系统前端和用户侧增加相应装置，就可以在不改变现有有线电视网络结构的基础上传输UWB数据流。

　　UWB技术具有类噪声特性，传送数据时在时域产生持续时间非常短的脉冲信号，而有线电视系统中发送的载波信号会受到外界噪声和其他信号的干扰后，系统可用带宽和有线网络的传输容量会受到很大影响，UWB的短脉冲信号则不会对载波信号造成干扰。

　　在有线电视网络中使用UWB技术存在一个固有的问题，即有线电视网络本身的固有频率损耗会改变UWB脉冲信号的形状和幅度，为了解决这个问题，可以采用预补偿的方法。UWB数据进入有线电视网之前先进行预补偿，这样信号就容易通过同轴电缆系统，同时，UWB信号具有伪随机特性，混合光纤同轴电缆网的噪声电平高于其功率谱密度，信号传送就不会受到影响。

　　有线电视网络传送UWB信号时，首先将数据分成视频、音频和数据流，频道调制器将每一路信号与射频混频同时分配一台号，RF信号进入混合器后，混合器将这些信号合并为一个输出信号，其他的视频数据流调制成射频信号后同混合器输出的普通节目混合，然后转换为光信号，经过光纤传输。在接收端，系统将混合信号里的UWB信号提取出来，同时视频和音频数据被解调器解调出来。该技术的显着特点就是在现有有线电视网络中加入UWB信号调制解调器，而无需对有线电视网络进行较大的改变。UWB信号被扩展到50MHz～1GHz频段范围内，在任何频率处的信号能量都能低于该频段处的噪声电平。

　　四、应用UWB技术的有线电视网络和家庭网络的连接

　　将UWB技术应用于有线电视网络中，充分利用其技术优点，基本不干扰现有的电视频道，同时没有占用或者很少占用频道资源。同时，UWB的多址方式，可以实现数量不少的并发用户，有线电视网络服务商可以充分利用