超寬頻(Ultra Wideband, UWB)以脈衝傳輸方式，具備高傳輸速率與低成本結構之優勢，成為無線個人網路之新興重要技術...
超寬頻(Ultra Wideband, UWB)以脈衝傳輸方式，具備高傳輸速率與低成本結構之優勢，成為無線個人網路之新興重要技術。數位家庭之影音內容傳輸與PC間之資料傳送，對於傳輸速率需求日增，UWB具備高速與無線特性，足以符合無線高速傳輸資料需求，使UWB成為IEEE 802.15.3a標準草案之核心技術。
UWB是一種在寬達數GHz之頻帶上，利用脈衝訊號發射無線電波，此脈衝訊號寬度約為1ns、發射功率約為10nW/Hz，並以脈衝訊號表示0或1來傳輸資料。相較於傳統無線通訊技術，如802.11g、GSM、Bluetooth等，皆是利用載波方式在特定之頻帶，利用波形變化傳送訊號，因此在傳輸本質上，UWB的寬頻帶、脈衝訊號，與傳統無線通訊的窄頻帶、連續性載波訊號截然不同。
無線通訊用之UWB技術，具備下列數種技術特性：
‧高傳輸速率：根據Shannons原理，傳輸速率取決於頻帶寬度，因此若是UWB可利用之頻帶寬度，達到數GHz或更寬，則傳輸速率將達到數百Mbps或Gbps以上。
‧高安全性：由於UWB之發射功率很低，接近雜訊值，加上訊號寬度約為1ns，這些脈衝訊號散佈在相當寬之頻帶，因此不易被偵測，提高訊號傳輸之安全性。
‧低功率消耗：一般無線通訊技術，採用載波方式發射無線訊號，需要發出連續性載波以表示0或1訊號，UWB由於只需發送脈衝電波，大幅減少功率消耗，因此UWB耗電量較WLAN、GSM等無線通訊技術為低。
‧低成本結構：傳統無線通訊技術，載波方式需要複雜之RF系統架構，而UWB為脈衝方式，不需要功率放大器(Power Amplifier, PA)、射頻/中頻(Radio Frequency/Intermediate Frequency, RF/IF)轉換元件、震盪器、石英元件，亦不需要零中頻(Zero-IF)架構，因此UWB具備降低成本潛力。
最後，由於UWB發送脈衝信號需要很寬的頻帶，而由於既有頻帶已經由其他無線通訊技術使用，為避免產生干擾，因此需降低UWB之發射功率值，以避免干擾問題。
以美國為例，FCC開放之UWB工作頻率範圍為3.1GHz～10.6GHz，但其中5G之頻帶已開放給802.11a使用。因此為避免干擾，故將UWB 之發射功率訂為-41dBm/MHz，換言之，-41dBmMHz換算等於75nW/Hz，以整個7.5GHz頻帶範圍，發射功率約為0.56mW，而由於發射功率低，也使得UWB傳輸距離受到限制約為10公尺之範圍。進一步以802.15.3a標準為例，傳輸速率最高可達480Mbps，同時為避免干擾，發射功率約為0.2mW，傳輸距離約為10公尺。
在UWB技術基礎上有各產業組織推動UWB之應用，目前主要有超寬頻工作小組(UWBWG)為一推動產業導入UWB技術的團體；IEEE 802.15 TG3a是以UWB技術為基礎，制訂802.15.3a標準。WiMedia則是提升無線多媒體設備之連接，並對WPAN產品進行產品互通測試認證組織。
無線個人網路標準早期是利用紅外線(IrDA)傳輸，但紅外線因有傳輸角度的限制，而後則有Bluetooth利用無線微波傳輸，達到360度之全向傳輸，解決紅外線之角度限制問題。針對無線個人網路(WPAN)，IEEE成立802.15工作小組(Working Group 15)負責制訂802.15系列標準。
802.15.1是以Bluetooth 1.1規格為技術核心，而後在2003年第三季Bluetooth SIG訂立Bluetooth 1.2規格，因此IEEE正進行以Bluetooth 1.2規格為基礎，制訂802.15.1a標準。
802.15.3a標準草案是以UWB為核心，技術特性為高傳輸速率與低消耗功率，2002年12月成立任務小組(Task Group 3a，以下簡稱TG3a)，並於2003年1月正式成立，加速標準制訂腳步。而802.15.4則以Zigbee為主要技術，技術特性為低傳輸速率與超低消耗功率。
在2003年初，TG3a訂出802.15.3a傳輸技術規範：在10公尺距離，傳輸速度為110Mbps，功率消耗低於100mW；4公尺距離，傳輸速度為200Mbps，功率消耗低於250mW；最高速度可達480Mbps。頻道使用上，可利用3個不互相干擾之頻道，每個頻道最低之傳輸速度為 50Mbps，同時在1公尺範圍內能與Bluetooth、GPS與Cellular Phone共存。除了傳輸速度外，亦涵蓋功率管理、安全演算法與QoS機制。
截至2004年年底，802.15.3a標準仍未確定，其關鍵在於兩派廠商試圖主導802.15.3a標準，形成對立局面，雙方陣營都是UWB技術，但在接取與調變方式則有所不同。一個是由Freescale、CRL及ParthusCeva等廠商為代表的DS-UWB(Direct Sequence-Ultra Wideband)，主張採用「直接序列分碼多工接取」(Direct Sequence- Code Division Multiple Access)方式。另一個是由Intel、TI等廠商所組成之「多頻帶正交分頻多工聯盟」(Multiband OFDM Alliance，以下簡稱MBOA)，主張採用Multiband OFDM技術。雖然MBOA廠商眾多，但在由於IEEE中委員中，不少是支持DS-CDMA，雙方僵持不下，導致802.15.3標準遲遲無法底定。
姑且不論兩大陣營誰勝誰負，若以技術特質作比較，DS-UWB技術較簡單，速率較低，適合Small之裝置，如移動與行動產品；而MBOA方面，其技術則較為複雜，傳輸速度也較高，適合Powerful之裝置，如消費性電子產品。
超寬頻工作小組(The Ultra Wideband Work-ing Group，以下簡稱UWBWG)，成立於1998年，為一推動產業導入UWB技術的團體，免費開放給全球業者加入，共同參與產業標準的制定活動，截至2003年為止，會員數超過千家以上。
另外，WiMedia Alliance於2002年9月，由Appairent Technologies、Motorola 與Time Domain等9家廠商所創立，而至2004年有Conexant、Intel與TI加入。WiMedia負責提升無線多媒體設備之連接，並對WPAN產品進行互通測試認證之組織，目前互通測試產品是以802.15.3產品為主要成員等。
此外，WiMedia將根據802.15.3a的實體層(PHY)、媒體控制層(MAC)標準，訂立上面之傳輸層(Transport)規範。在2004 年2月Wireless USB Promoter Group選擇WiMedia的UWB無線平台作為其Wireless UWB基礎。
UWB具備高傳輸速率與低發射功率特性，適合作為短距離之高速資料傳輸之用。目前短距離之資料傳輸是採用USB 2.0與1394介面與傳輸線，USB 2.0傳輸速度為480Mbps，而IEEE 1394傳輸速度為400Mbps，IEEE 1394主要是應用在消費性電子產品，USB則被大量應用在PC與周邊產品。
而UWB同樣具備高速傳輸速率，且具備無線之特性，因此足以在短距離資料傳輸與USB與1394競爭，而其切入點為Cable Replacement。UWB之潛在應用產品為NB PC、DT PC與周邊產品，其次UWB將應用在數位家庭之影音資料傳輸。另外，隨著寬頻網路之普及率提高，TV訊號往數位化發展，使得智慧家庭趨勢隱然形成，由於影音娛樂內容往跨平台傳遞趨勢發展，且高影音品質伴隨高資料量，使儲存與傳輸兩大需求，驅動影音壓縮與家庭網路技術之發展。
家庭影音娛樂中，Video扮演核心角色，同時，Video並從VCD往DVD及HDTV發展，一般DVD需要720Hx480i的scanning format，此時頻寬則需要7～9Mbps，而到了HDTV，其畫質要求約為1280Hx1080i，所需之傳輸頻寬約為18～22Mbps。UWB具備高速、無線特性，符合家庭多媒體傳輸需求，可解決佈線之困擾，使得UWB可作為家庭影音設備間之多媒體傳輸技術。因此UWB之潛在應用產品為HDTV、DVD DVD player/recorder、Digital Still Camera、Digital Camcorder、與Game Console等產品。
在PC應用產品領域，於2004秋季IDF，Intel與NEC等廠商各展示Wireless USB產品，並進行互通性測試，此產品宣稱擁有480Mbps的傳輸頻寬，已與現有的USB 2.0產品接近，其傳輸距離為10公尺，預計在2005年可望上市。
而在消費性電子產品領域，以2005年1月International CES展覽為例，部分領導廠商推出UWB相關產品，首先是三菱電機推出UWB產品，是在兩台間隔1公尺的電視，以UWB傳輸MPEG2壓縮的HDTV訊號，三菱電機採用之技術為MBOA的多頻帶OFDM方式，其最高傳輸速度為110Mbps，不過此產品並沒有使用其他公司的晶片組，而是獨自開發關鍵零組件而作成的樣品。
其次是Sharp亦於此次展覽中推出類似UWB產品，它是利用UWB作為傳輸兩台電視間之無線訊號傳輸媒介。
在DS-UWB陣營方面，韓國三星電子採用Freescale之XtremeSpectrum UWB晶片，推出UWB介面的家庭網路Adapter，此Adapter與STB與TV連接後，可透過UWB傳輸HDTV訊號。其次是Freescale 與Motorola亦共同開發UWB介面之手機，此UWB搭配的手機是摩托羅拉的「E680」，機身內部配備Freescale的SD卡型UWB模組以及天線組件，其最大資料傳輸速度為100Mbps，加上內建可拍攝VGA照片的相機模組，因此若使用UWB，即可瞬間將照片由手機傳到筆記本電腦。
整體而言，由於Freescale領先推出晶片組，故獲得部分設備廠商採用推出相關產品，其次在應用產品方面，UWB目前之產品仍集中在短距離多媒體傳輸之應用居多。
個人需求多元化，從數據、語音、控制往多媒體發展，其次無線通訊因具備無線特性，使個人行動性更加靈活。這些因素，驅動個人網路無線化，而UWB係針對無線個人網路中高速傳輸需求所發展而出之技術，並以脈衝傳輸方式，具備高傳輸速率，且架構簡單而有降低成本之潛力。不過因需要龐大之頻寬，因此為避免干擾，因此需降低發射功率，而使其傳輸距離有限。
UWB可望以無線與高速之特性，以Cable Replacement為切入點。在PC與CE領域，分別取代部分USB2.0與1394，不過取代之速度快慢，將取決於UWB價格，由於UWB之RF架構簡單，可採用CMOS製程，因此製程與良率提升，將在價格降低曲線扮演關鍵之角色。
隨著數位電視內容、串流傳輸與多媒體需求，UWB可作為多媒體等高資料量之傳輸媒介，未來UWB發展契機集中在高資料處理與多媒體產品，因此搭配之應用產品則有NB PC、DT PC、HDTV、DVD與DVC等。