超宽带（UWB）技术：面向高速、安全短距连接的现代无线标准
超宽带（UWB）是提供极速数据率、超低功耗、厘米级定位精度的短距无线标准。
尽管超宽带概念已逾百年，但芯片设计和信号处理的近期突破让 UWB 成为蓝牙和 Wi-Fi 在消费设备上的有力竞争者。英特尔、苹果、华为、三星、小米、NXP、索尼、博世、Xtreme Spectrum 等巨头大力投资 UWB 研发，苹果已在 iPhone 11 起每款机型植入 UWB 芯片，实现精准「飞行时间」测距。
本指南将拆解 UWB 基础、演进历程、核心优势，及现代系统采用的两大传输策略。
什么是 UWB？
超宽带是一种短距无线通信协议，利用极短脉冲跨宽频谱——3.1 GHz 至 10.5 GHz 非授权频段——传输数据. 定义上，UWB 信号占用带宽至少 500 MHz 或分数带宽超 20%（FBW = BW / fc）。
UWB 历史
UWB 根源在于马可尼早期火花隙发射机，以短电脉冲发送数据。1920 年代 UWB 信号被禁用于商业，归入机密国防项目。1992 年科学兴趣复燃，2000 年代初起草首批 UWB 标准。2002 年，美国 FCC 成为全球首个发布允许低功率非授权 UWB 运行规则的监管机构，设定功率上限保护 Wi-Fi、蓝牙等窄带现有系统。
因 UWB 信号极低频谱密度，难以被探测，天然具备安全性和抗窄带干扰能力。
超宽带技术优势
UWB 的巨大带宽转化为短距无线的几大关键优势：
- 卓越室内性能和高分辨率飞行时间测距，实现亚厘米级定位——iPhone 11 即利用此优势。
- 极低截获概率，源于信号极低频谱密度。
- 短距高数据吞吐。
- 与现有窄带设备共存无相互干扰。
UWB 传输技术
现代 UWB 系统采用两大主要策略：
- 脉冲无线电： 皮秒级超短脉冲同时覆盖全频谱。架构简单、功耗低，但信噪比可能较低。
- 宽带 OFDM： 将全 UWB 频段划分为多个正交频分复用信道，提供更高数据率和更好性能，代价是增加信号处理复杂度和功耗。
在脉冲无线电与 OFDM 间选择取决于具体应用需求——究竟看重简易与能效，还是最大吞吐与鲁棒性。
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