超寬頻的定義

圖  1‐1    超寬頻的應用 

      超寬頻主要有以下優點： 

1. 高傳輸率  2. 成本低  3. 抗多重路徑 

使得超寬頻在無線區域網路 WLAN 、個人區域網路 PAN 、防撞系統、都有其

發展的淺力，如圖1‐1 為超寬頻無線通訊的一些應用。 

1.1.2

超寬頻的定義

在2002 年美國聯邦通訊委員 FCC 會允許超寬頻系統，無須申請執照使用頻寬

為7.5G 在 3.1G‐10.6G 的頻譜上。過去幾年美國國家通訊委員會 FCC 在開放頻譜的 新的政策上，第一個步驟就是分配超寬頻的波段。在未來的幾年許多未經申請使用

的波段也將循著這個模式。美國聯邦通訊委員會 FCC 定義超寬頻中心頻率大於

2.5GHz，且‐10dB 的頻寬至少須 500MHz。中心頻率低於 2.5GHz 以下至少有 20％

的頻寬比 fractional bandwidth 。美國聯邦通訊委員會定義中心頻率為： 

系統  傳輸功率  W  

頻寬 Hz

能量密度 W/Hz

傳輸種類

廣播  50kW  75kHz 666600 窄頻 

電視  100kW  6MHz 16700 窄頻 

2G  10mW  8.33kHz 1.2 窄頻 

802.11a  1W  20MHz 0.05 寬頻 

超寬頻  1mW  7.5GHz 0.013 超寬頻 

表格  1 比較各種不同的傳輸系統的能量密度 

從表格1 可以看出廣播、電視傳輸功率相差了兩倍，但傳輸頻寬相差了好幾倍，

使得能量密度在電視方面來的較小，不過比較802.11a 和超寬頻他們的傳輸功率相

對電視與廣播小了1000 倍以上，且傳輸的頻寬也都比較其寬，最後可以看出超寬

頻系統擁有很小的能量密度。 

圖  1‐2 高功率密度和低功率密度系統 

在現今提倡節能節源大家都想要能設計出功率消耗小的東西，而在無線通訊系 統上也希望往此方向發展，超寬頻系統利用短脈衝產生很大的頻寬，且產生脈衝波

所需能量也相對於其他系統小很多 1mW 。從圖 1‐2 能量密度顯示出超寬頻系統其

能量密度相對窄頻系統小  3 。 

從圖1‐2 對超寬頻系統其能量平均分散在超大的頻寬上，因此有非常低的功率

密度，且由於超寬頻系統傳輸功率都非常的低，而限制住超寬頻系統傳輸的範圍。

不過也因超寬頻系統擁有非常低的功率密度，相較於一般的傳輸系統可被視為底層 雜訊，使其被偵測到的機率很小，具有很大的資料保密度，這也是為何早期發展軍 事用途的原因。 

所有無線通訊系統對其所在各個不同的頻率範圍內，其功率輸出大小都有不同 的規定與規範，這就是為了保護在相同頻率或相近頻率彼此間的互相干擾。對超寬 頻系統而言，因其在頻譜上覆蓋了超大範圍的頻寬，且有些波段重疊在已存在的系 統內而產生互相干擾。為了使超寬頻系統能擁有超大的頻寬使用範圍，且在影響其 他系統干擾最小下。美國國家通訊委員會訂定超寬頻系統在室內應用輸出功率限 制。 

圖1‐3 為美國國家通訊委員會所訂定的超寬頻系統在室內應用輸出限制，可看

出波段在 3.1GHz 到 10.6GHz 頻寬為 7.5GHz 其超寬頻系統能輸出的最大功率為

‐41.3dBm/MHz。波段在 0.96GHz 到 1.61GHz 必須限制其輸出功率要最小，因在這

個波段上已有另一個系統存在例如：全球定位系統 global positioning system；GPS 以及一些軍事上的用途，所以為了避免彼此間的訊號干擾而限制超寬頻系統的輸出 功率為最小。 

圖  1‐3  超寬頻系統在室內應用輸出限制