无线USB(WUSB)是在USB基础上发展起来的新型传输标准，具有有线USB所没有的性能和优点。因其具有高速率和易用性等特性，使得WUSB成为工业上的常用总线之一。同时，WUSB支持热插拔、计算机可以自动探测外设并配置所需软件，不像其它总线(如SCSI)需要自己配置地址^[1][2]，使用兼容设备的用户可以更自由地连接设备和方便地进行通信。WUSB作为I/O接口已经广泛应用于个人计算机、计算机外设和数码相机等电器设备^[3][4]。
　　WUSB是由杰尔系统、惠普、英特尔、微软、NEC、飞利浦和三星共同开发的，在传输速度提高的同时，USB与无线技术相结合，形成了一种新的高速无线个人互连技术——无线USB^[5]。在继承传统有线USB2.0标准所具有的较高传输速率优势的同时，充分利用无线传输技术的灵活性和极高的自由度，避免了复杂的缆线，能在3米的距离内实现480Mbps的等效带宽。兼顾了安全性、可靠性、降低功耗" title="低功耗">低功耗等特性，为所连结设备提供了高度的可移植性，增强了用户体验，为USB厂商向WUSB演进提供了正确的途径^[6]。
1 WUSB概述
　　WUSB的运行利用了MBOAMAC架构，同时保留了主从架构，和USB2.0一样，它也能处理控制、突发、中断和同步这四种传输形式。主机和WUSB设备合称WUSB集群，采用星型拓扑；与USB2.0.A的树型拓扑不同，在不需要WUSB集线器(HUB)的条件下, WUSB主机能直接连接多达127个设备。另外由于WUSB没有线缆，所有的WUSB设备都是自行供电的^[7]。
　　WUSB技术是一个基于超宽带无线通信技术" title="无线通信技术">无线通信技术(Ultra-Wide Band-UWB)的全新通信标准。它通过USB接口和最先进的无线通信技术扩展了设备之间的连通性。UWB技术既不同于传统的窄带无线传输技术，也不同于3G蜂窝通信中的扩频宽带技术。它不需要载波，能直接跳至脉冲信号，产生带宽高达几兆赫兹的窄脉冲波形，其带宽远大于目前任何商业无线通信技术所占用的带宽(可达3.1GHz-10.6GHz)；而且脉冲产生器只需产生大约100mV电压就能满足发射要求，因此功耗很小。UWB信号的宽频带、低功率谱密度的特性，决定了其具有易于与现有的窄带系统(如全球定位系统(GPS)、蜂窝通信系统、地面电视等)共用频段，大大提高频谱利用率；易于实现多用户的短距离高速数据通信；对多经衰落具有鲁棒性等特点。而WUSB技术则是结合了UWB的上述优点及现有的USB接口技术^[8]。
1.1 WUSB的拓扑结构
　　WUSB系统由一个USB主机、多个USB设备和USB互连机制共同构成。USB互连机制是USB主机与USB设备之间进行连接和通信时所使用的一系列策略的总称，通过对互连的请求进行调度以支持同步数据传输，从而降低由仲裁所带来的额外负荷。
　　WUSB和USB2.0的数据通信拓扑类似，共分三层：功能层、设备层和总线层。除了准同步设备之外，USB2.0的其他大多数功能层软件无需修改即可直接在WUSB中重新使用。WUSB设备需要一个重试机制，以在欠佳的无线媒体上进行可靠的数据包传输；由于服务周期从1毫秒延伸至4毫秒或更长, WUSB设备还需要一个更大的缓冲器。通过在设备层加密与扩展无线媒体管理，WUSB设备可以安全可靠地与主机通讯。因传输媒体性质的不同，总线层将被完全替换。
　　WUSB的网络拓扑结构如图1所示。所有通过主机传输的数据，都要与WUSB Host(WUSB主机)相连接，然后给每个设备分配不同的地址和带宽，这些设备和主机之间的关系被称为群，它们是通过点对点来传输的。WUSB群能够在交叠空间中以最小的冲突共存，因此，WUSB单元可以同时与两个不同的WUSB主机相连接。WUSB主机作为系统的Hub处在模型的正中央，且能够存在于非正式的WUSB群中，一个USB主机理论上能够支持127个USB设备^[9]。

1.2 WUSB的数据传输
　　一般来说，每次USB传输都需要经过三个阶段：Token、数据和信号交换。在一次完整的传输中，Token、数据和信号交换阶段是不分开的，阶段间的周转时间为18FS(full-time)位时间(18ns×83ns=1.5μs)。为了分开传输，USB Token、数据和信号交换阶段会与其它传输的同等阶段交叉进行^[10]。
　　对WUSB而言，传输和接收之间的交换时间超过10μs。为将交换时间缩至最短，WUSB采用分割传输以及群组处理，传输顺序依次为Tokens、Data OUT and Data IN。为将Token阶段的持续时间缩至更短，WUSB将所有的Token整合在一个控制封包" title="封包">封包中，即微调度管理指令(Micro scheduled management or MMC)。
　　如图2所示。首先，主机传输一个MMC；然后，WUSB丛集中的设备读取这一包含主机频率信息、下一个MMC的开始时间、通道时间分配(CTA)和信道管理信息的MMC。每个CTA包含设备与主机进行通信的进度安排。主机确定CTA的进度，MMC之后即为输出传输，然后是输入传输，最后是输出的信号交换。WUSB设备根据CTA接收和传输封包，其余时段处于休眠状态，其频率和主机频率同步。

　　为避免传输过程中每次交易的功耗，WUSB将特定设备的交易整合在数据突发中。如图3所示，数据突发的范围可介于一个数据封包和十六个数据封包之间。具有数据突发功能的设备在其描述符号中报告其突发能力，而主机可以选择任意能够启动传输设备的突发组合。控制和中断的末端不支持数据突发。

　　表1 为WUSB和USB2.0的简单对比。

1.3 异步设备通知
　　USB2.0设备使用线缆传输电信号来请求主机“连接设备”、“断开设备连接”或“远程唤醒主机”等多种设备请求。而WUSB设备则采用无线设备请求(DN)数据包的方式来请求主机处理相似设备请求，包括：“设备连接请求”、“设备断开请求”和“远程唤醒主机请求”等。WUSB主机通过MMC设备请求时段，设备将根据冲突协议Slotted-Aloha来争取设备请求时隙，并向主机传输设备请求。
　　USB2.0设备采用NAK和NYET响应进行流控制" title="流控制">流控制。由于WUSB设备支持中断传输和准同步传输等周期性传输方式，所以即使设备对先前的输入或输出等处理响应为NAK，主机也能够在下一个服务周期为这些令牌处理安排进度。而在控制和突发等非周期性传输中，一旦在处理时接收到设备发出的NAK响应，主机只有在接收到端点待命请求(DN-EP Ready)后，才会为这些特定端点的重新传输安排进度。这种端点待命请求(DN-EP Ready)流控制机制可帮助主机和设备节约功耗和有效利用带宽。
　　表2为WUSB和USB2.0所包含传输类型的比较。
　　其中：DNTS-设备通知时间， LS-低速，FS-全速，HS-高速，LP-低功耗，NP-正常功耗。