無線USB(WUSB)是在USB基礎上發展起來的新型傳輸標準，具有有線USB所沒有的性能和優點。因其具有高速率和易用性等特性，使得WUSB成為工業上的常用總線之一。同時，WUSB支持熱插拔、計算機可以自動探測外設并配置所需軟件，不像其它總線(如SCSI)需要自己配置地址^[1][2]，使用兼容設備的用戶可以更自由地連接設備和方便地進行通信。WUSB作為I/O接口已經廣泛應用于個人計算機、計算機外設和數碼相機等電器設備^[3][4]。
　　WUSB是由杰爾系統、惠普、英特爾、微軟、NEC、飛利浦和三星共同開發的，在傳輸速度提高的同時，USB與無線技術相結合，形成了一種新的高速無線個人互連技術——無線USB^[5]。在繼承傳統有線USB2.0標準所具有的較高傳輸速率優勢的同時，充分利用無線傳輸技術的靈活性和極高的自由度，避免了復雜的纜線，能在3米的距離內實現480Mbps的等效帶寬。兼顧了安全性、可靠性、降低功耗" title="低功耗">低功耗等特性，為所連結設備提供了高度的可移植性，增強了用戶體驗，為USB廠商向WUSB演進提供了正確的途徑^[6]。
1 WUSB概述
　　WUSB的運行利用了MBOAMAC架構，同時保留了主從架構，和USB2.0一樣，它也能處理控制、突發、中斷和同步這四種傳輸形式。主機和WUSB設備合稱WUSB集群，采用星型拓撲；與USB2.0.A的樹型拓撲不同，在不需要WUSB集線器(HUB)的條件下, WUSB主機能直接連接多達127個設備。另外由于WUSB沒有線纜，所有的WUSB設備都是自行供電的^[7]。
　　WUSB技術是一個基于超寬帶無線通信技術" title="無線通信技術">無線通信技術(Ultra-Wide Band-UWB)的全新通信標準。它通過USB接口和最先進的無線通信技術擴展了設備之間的連通性。UWB技術既不同于傳統的窄帶無線傳輸技術，也不同于3G蜂窩通信中的擴頻寬帶技術。它不需要載波，能直接跳至脈沖信號，產生帶寬高達幾兆赫茲的窄脈沖波形，其帶寬遠大于目前任何商業無線通信技術所占用的帶寬(可達3.1GHz-10.6GHz)；而且脈沖產生器只需產生大約100mV電壓就能滿足發射要求，因此功耗很小。UWB信號的寬頻帶、低功率譜密度的特性，決定了其具有易于與現有的窄帶系統(如全球定位系統(GPS)、蜂窩通信系統、地面電視等)共用頻段，大大提高頻譜利用率；易于實現多用戶的短距離高速數據通信；對多經衰落具有魯棒性等特點。而WUSB技術則是結合了UWB的上述優點及現有的USB接口技術^[8]。
1.1 WUSB的拓撲結構
　　WUSB系統由一個USB主機、多個USB設備和USB互連機制共同構成。USB互連機制是USB主機與USB設備之間進行連接和通信時所使用的一系列策略的總稱，通過對互連的請求進行調度以支持同步數據傳輸，從而降低由仲裁所帶來的額外負荷。
　　WUSB和USB2.0的數據通信拓撲類似，共分三層：功能層、設備層和總線層。除了準同步設備之外，USB2.0的其他大多數功能層軟件無需修改即可直接在WUSB中重新使用。WUSB設備需要一個重試機制，以在欠佳的無線媒體上進行可靠的數據包傳輸；由于服務周期從1毫秒延伸至4毫秒或更長, WUSB設備還需要一個更大的緩沖器。通過在設備層加密與擴展無線媒體管理，WUSB設備可以安全可靠地與主機通訊。因傳輸媒體性質的不同，總線層將被完全替換。
　　WUSB的網絡拓撲結構如圖1所示。所有通過主機傳輸的數據，都要與WUSB Host(WUSB主機)相連接，然后給每個設備分配不同的地址和帶寬，這些設備和主機之間的關系被稱為群，它們是通過點對點來傳輸的。WUSB群能夠在交疊空間中以最小的沖突共存，因此，WUSB單元可以同時與兩個不同的WUSB主機相連接。WUSB主機作為系統的Hub處在模型的正中央，且能夠存在于非正式的WUSB群中，一個USB主機理論上能夠支持127個USB設備^[9]。

1.2 WUSB的數據傳輸
　　一般來說，每次USB傳輸都需要經過三個階段：Token、數據和信號交換。在一次完整的傳輸中，Token、數據和信號交換階段是不分開的，階段間的周轉時間為18FS(full-time)位時間(18ns×83ns=1.5μs)。為了分開傳輸，USB Token、數據和信號交換階段會與其它傳輸的同等階段交叉進行^[10]。
　　對WUSB而言，傳輸和接收之間的交換時間超過10μs。為將交換時間縮至最短，WUSB采用分割傳輸以及群組處理，傳輸順序依次為Tokens、Data OUT and Data IN。為將Token階段的持續時間縮至更短，WUSB將所有的Token整合在一個控制封包" title="封包">封包中，即微調度管理指令(Micro scheduled management or MMC)。
　　如圖2所示。首先，主機傳輸一個MMC；然后，WUSB叢集中的設備讀取這一包含主機頻率信息、下一個MMC的開始時間、通道時間分配(CTA)和信道管理信息的MMC。每個CTA包含設備與主機進行通信的進度安排。主機確定CTA的進度，MMC之后即為輸出傳輸，然后是輸入傳輸，最后是輸出的信號交換。WUSB設備根據CTA接收和傳輸封包，其余時段處于休眠狀態，其頻率和主機頻率同步。

　　為避免傳輸過程中每次交易的功耗，WUSB將特定設備的交易整合在數據突發中。如圖3所示，數據突發的范圍可介于一個數據封包和十六個數據封包之間。具有數據突發功能的設備在其描述符號中報告其突發能力，而主機可以選擇任意能夠啟動傳輸設備的突發組合?？刂坪椭袛嗟哪┒瞬恢С謹祿话l。

　　表1 為WUSB和USB2.0的簡單對比。

1.3 異步設備通知
　　USB2.0設備使用線纜傳輸電信號來請求主機“連接設備”、“斷開設備連接”或“遠程喚醒主機”等多種設備請求。而WUSB設備則采用無線設備請求(DN)數據包的方式來請求主機處理相似設備請求，包括：“設備連接請求”、“設備斷開請求”和“遠程喚醒主機請求”等。WUSB主機通過MMC設備請求時段，設備將根據沖突協議Slotted-Aloha來爭取設備請求時隙，并向主機傳輸設備請求。
　　USB2.0設備采用NAK和NYET響應進行流控制" title="流控制">流控制。由于WUSB設備支持中斷傳輸和準同步傳輸等周期性傳輸方式，所以即使設備對先前的輸入或輸出等處理響應為NAK，主機也能夠在下一個服務周期為這些令牌處理安排進度。而在控制和突發等非周期性傳輸中，一旦在處理時接收到設備發出的NAK響應，主機只有在接收到端點待命請求(DN-EP Ready)后，才會為這些特定端點的重新傳輸安排進度。這種端點待命請求(DN-EP Ready)流控制機制可幫助主機和設備節約功耗和有效利用帶寬。
　　表2為WUSB和USB2.0所包含傳輸類型的比較。
　　其中：DNTS-設備通知時間， LS-低速，FS-全速，HS-高速，LP-低功耗，NP-正常功耗。