引言
個人局域網（PAN）是近幾年在短距離（家庭與小型辦公室）無線通信技術領域提出來的新概念。PAN 的核心思想是用新的無線傳輸技術代替傳統的有線傳輸技術 ，實現個人信息終端的智能化互連 ，組建個人化的辦公或者家用信息網絡。目前已實現的 PAN 技術主要有 ： 超寬帶 （Ultra-Wideband ，UWB） 、 藍牙 （Bluetooth）、 IrDA（Inf rared Data Ass oc iati on） 以及HomeRF 等。 其中超寬帶具有性能高、 功耗低的優點 ，這使得超寬帶成為個人局域網（PAN）研究領域中最富有競爭力的技術之一。
1 超寬帶無線傳輸系統
超寬帶無線技術可縮寫為 “UWB”。超寬帶技術是一種使用 1 GH z 以上帶寬的最先進的無線通信技術。 由于頻帶非常寬 ，所以雖然是無線通信 ， 其通信速度仍可以達到幾百Mbps 以上。超寬帶的特點在于不使用載波 ，而是采用沖激脈沖（超短脈沖）。超寬帶發射機端的脈沖電波是直接按照0或1發送的 ，由于只在需要時發送脈沖電波 ，因而大大減少了耗電量 ，可把電路的功耗降低到幾十毫瓦。 因此與常規的無線電相比 ，超寬帶具有頻帶寬、 平均功率低、抗截獲性能好、穿透能力強、成本低以及優良的抗多徑效應能力。
1. 1 超寬帶 （UWB） 的信號模型
超寬帶 （UWB）技術指具有很高帶寬比（射頻帶寬與其中心頻率之比）的無線電技術。 超寬帶發射信號的分數帶寬（帶寬與中心頻率之比）大于 25 %。 實現超寬帶通信的首要任務是產生超寬帶信號。 超寬帶從本質上講還是發射和接收高頻電磁脈沖的技術 ，可使用不同的方式來產生和接收這些信號以及對傳輸信息進行編碼 ，這些脈沖可以單獨發射或成組發射，并可根據脈沖幅度、相位和脈沖位置對信息進行編碼。 信號模型有 ：脈沖位置調制 （ PPM） 、 脈沖幅度調制 （ PAM）、UWB-CDMA。 在超寬帶通信中 ， 一般采用PPM對信號進行調制 ，擴頻方式采用跳時（TH）擴頻。PPM信號模型如公式 （ 1）所示 ：
其中W（t）是發送的單周期脈沖 ，
滿 足代表多用戶系統中第 k 個用戶 ，tf為脈沖重復周期，wd［ ］tf，d是信息序列 ，δ表示由信息序列控制的發射脈沖時延 ， 每Ns個單周期脈沖波形傳送一個二進制符號，d 表示傳送的二進制“0” 和“1”序列 ，“［ ］”表示取整運算，tc是由PN碼控制的發射脈沖時延
表示了所發射的沖激脈沖串中第j個脈沖的起點， 
為第k用戶PN碼的第j個碼元 ，最大值為 NmaxC（k）j ，PN碼周期為 Np 。
1. 2 超寬帶技術的發射接收框架
通過上文對信號模型的分析可知 ，研究超寬帶技術實質上是以占空比很低的沖激脈沖作為信息載體的無載波擴譜技術。典型的超寬帶無線電直接發射沖激脈沖串 ，不再具有傳統的中頻和射頻的概念 ，此時發射的信號可以看成基帶信號也可看成射頻信號。沖激脈沖通常采用單周期高斯脈沖 ，一個信息比特可映射為數百個這樣的脈沖。 單周期脈沖的寬度在納秒級 ，具有很寬的頻譜。PPM 和 PAM 是超寬帶技術的主要調制方式 ，其多址方式為脈沖位置多址 （ PPMA） ，由跳時PN 碼和信息比特共同控制沖激脈沖的發射時刻。 超寬帶通信系統有其特有的系統結構 ，圖1所示的是采用 PPM 調制的超寬帶系統框圖。 發射端對輸入的二進制數據流進行PPM調制后發射 ; 接收機采用相關接收 ，輸入脈沖通過脈沖相關器 ，然后進行脈沖序列積分 ，最后檢測判決。
2 個人局域網中的超寬帶技術
2. 1 未來無線個人局域網
近年在短距離（家庭與小型辦公室） 無線通信技術領域提出了個人局域網的概念。 無線個人局域網（ WPAN） 指的是能在便攜式電器和通信設備之間進行短距離特別連接 （ad hocconnectivity）的網。WPAN 的覆蓋范圍一般在10m半徑以內 ，需要高速率無線網絡的支持和服務。 高速率WPAN主要是針對未來的多媒體應用 ，它在便攜式電器和通信設備之間建立無線連接 ，是比WLAN 覆蓋范圍更小、數據速率更高、有一定Qos保證、使用更靈活的一種網絡 ，在未來的第四代移動通信中也將占有一席之地。
為了給高速率WPAN制定標準，IEEE專門成立了一個802.15.3 高速率WPAN任務組。802.15.3物理層工作在2.4GHz和 2.4835 GHz之間的不需許可證頻段。 數據速率可達 11Mbit/s ～55Mbit/s ，適合高清晰度視像和高保真度聲音的配送。 802.15.3 媒體接入控制 （ MAC） 層規范是根據支持特別網、 提供多媒體Qos和支持功率管理來設計的。 與無線局域網相比 ，802.15.3 高速率WPAN技術具有特別適合便攜式消費者電器和通信設備及其應用的特點。表1給出了IEEE 802.15.3 高速率WPAN標準。
