摘? 要： 從無線電頻譜管理及頻譜有效利用的角度描述了世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)超寬帶無線電UWB無線技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了我國(guó)制定UWB技術(shù)頻譜模板的基本出發(fā)點(diǎn)與考慮因素，以促進(jìn)超寬帶無線電UWB在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： 超寬帶無線電UWB；頻譜管理；頻譜模板；電磁兼容；應(yīng)用
現(xiàn)代意義上的超寬帶無線電UWB，出現(xiàn)于20世紀(jì)60 年代，其基本原理是由沖擊脈沖信號(hào)在頻域產(chǎn)生寬帶信號(hào)而加以利用，但其應(yīng)用一直限于軍事中雷達(dá)定位、測(cè)距等用途。隨著無線電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，目前世界各國(guó)的頻譜資源使用均已處于飽和狀態(tài)。無線電頻譜資源作為不可再生資源，如何提高其頻譜利用率就成為了當(dāng)前需要考慮的問題。
超寬帶無線電(UWB)主要技術(shù)特征
超寬帶無線電(UWB)具有隱蔽性好、處理增益高、多徑分辨能力強(qiáng)、傳輸速率高、系統(tǒng)容量大、穿透能力強(qiáng)、多功能一體化、低功耗、頻譜復(fù)用等主要特征。
????超寬帶無線電(UWB)基本定義：通常定義帶寬在500MHz以上或帶寬超過中心頻率的20%以上的信號(hào)稱為UWB信號(hào)?，F(xiàn)在被業(yè)界廣泛接受的一個(gè)UWB設(shè)備定義是：小數(shù)帶寬大于0.2或者發(fā)射信號(hào)帶寬至少是500MHz。
????小數(shù)帶寬(fractional bandwidth)的定義如下：
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其中，fH是-10dB發(fā)射點(diǎn)(高端)；fL是-10dB發(fā)射點(diǎn)（低端）；fC是中心頻率。
國(guó)際上主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)及我國(guó)對(duì)UWB頻譜的規(guī)劃情況
美國(guó)FCC關(guān)于UWB設(shè)備發(fā)射功率的要求
FCC在Part 15中關(guān)于UWB設(shè)備的規(guī)定分為室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和室外標(biāo)準(zhǔn)兩種，如圖1所示。
FCC規(guī)定模板發(fā)射功率也是出于其頻譜規(guī)劃角度考慮：
(1)在3.1GHz～10.6GHz頻段上FCC對(duì)發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)的功率限制為：測(cè)量帶寬1MHz時(shí)，距離3m處場(chǎng)強(qiáng)最大為500μV/m，即－41.3dBm。
??? (2)1.6GHz～3.1GHz頻段上存在IMT2000、PHS、WLAN等民用無線通信系統(tǒng)，相應(yīng)地對(duì)發(fā)射功率的限制更嚴(yán)格。
??? (3)為了盡量減小與GPS使用的1.5GHz頻帶的干擾，與這一頻帶的放射噪音的規(guī)定值“FCC Part15”（－41.3dBm）相比，F(xiàn)CC將輸出功率限制得更加嚴(yán)格。
歐盟關(guān)于UWB設(shè)備發(fā)射功率的要求
歐洲國(guó)家的研究、試驗(yàn)主要是ITU的小組進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)由ETSI起草，ETSI標(biāo)準(zhǔn)制定的基本思路為根據(jù)不同的應(yīng)用及頻率范圍制定不同的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。ETSI于2004年針對(duì)不同的應(yīng)用起草了相應(yīng)的技術(shù)報(bào)告。關(guān)于UWB的ETSI測(cè)試規(guī)范最終于2008年上半年正式頒布并公布了相應(yīng)的RTTE指令，對(duì)2.2GHz～8.5GHz的UWB應(yīng)用的無線電頻譜發(fā)射特性進(jìn)行了限制。如圖2。
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??? 相比較美國(guó)FCC而言，ETSI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)超寬帶應(yīng)用的無線頻譜發(fā)射限值做了更為嚴(yán)格的要求，以防止其對(duì)其他現(xiàn)存的無線電業(yè)務(wù)造成干擾。
我國(guó)制定UWB發(fā)射頻譜模板需要考慮的因素
??? 我國(guó)的UWB無線電發(fā)射頻譜模板尚未制定完成，對(duì)于UWB系統(tǒng)的發(fā)射頻譜限制模板的確定取決于兩個(gè)方面：
(1)依據(jù)我國(guó)頻譜規(guī)劃的實(shí)際情況，考慮與我國(guó)現(xiàn)存無線電業(yè)務(wù)應(yīng)用的電磁兼容，要論證相關(guān)頻帶內(nèi)與現(xiàn)有無線電業(yè)務(wù)的電磁兼容，不得對(duì)公眾通信如：GSM、CDMA、IMT2000（含TD-SCDMA）、PHS（小靈通）、S-CDMA、WLAN，衛(wèi)星聲音廣播及航空無線電導(dǎo)航、射電天文等業(yè)務(wù)產(chǎn)生的有害干擾。
(2)盡可能地與世界各國(guó)制訂的頻譜管理相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)相一致，減少超寬帶無線電UWB在我國(guó)應(yīng)用的技術(shù)成本、生產(chǎn)成本與管理成本。
總的來說，超寬帶技術(shù)有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其高速無線傳輸和精確定位能力是其他無線系統(tǒng)難以超越的。而對(duì)于其他無線通信系統(tǒng)的電磁干擾是可以通過一定的限制而避免的。
UWB的應(yīng)用前景
如今隨著數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，家庭影院、數(shù)字化視頻光盤播放器、數(shù)字電視、寬帶因特網(wǎng)接入等電子產(chǎn)品的消費(fèi)迅速增長(zhǎng)，這帶來了對(duì)高吞吐量、可靠的短距離數(shù)據(jù)鏈路及無線電頻譜資源前所未有的需求。對(duì)消費(fèi)類產(chǎn)品來說，可攜帶、經(jīng)濟(jì)以及省電是新一代產(chǎn)品的最重要的特性。正是由于超寬帶無線特性迎合此類需求，超寬帶無線通信是最有潛力解決所有上述問題的技術(shù)。UWB未來主要定位于家用類設(shè)備和終端間的無線連接，短距離寬帶傳輸，應(yīng)用前景非常廣泛。
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參考文獻(xiàn)
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