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发信人: skale (空水澄鲜), 信区: Communication
标  题: UWB无线传输技术在家庭网络市场的应用
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Thu Dec  1 19:56:42 2005)

随着多媒体设备和应用的增加，家庭市场对于无线连接的需求也更为迫切。家庭无线市场
不同于其它市场，因为它同时要求能支持多个数字串流的高传输速率、有利于消费者广泛
接受的超低成本，以及能嵌入手持装置的超低功耗。以全新方式设计出的超宽频(UWB)无线
通讯系统，即针对家庭市场的超高标准做出了响应。 

消费电子市场逐渐转向以媒体娱乐为主，且一般都是由电池驱动手持设备，成本也不断在
下降。另外，支持多数字视频或音频炼的网络都要求更高的频宽。数字显示设备(等离子或
DLP显示器)、PDA和MP3播放器等全数字格式的设备，其传输速率从每秒数百个Kbps(如MP3
的传输率为320kbps)，到几十个Mbps(如MPEG2格式的DVD传输率是10Mbps，而MPEG2 HD则高
达25Mbps)。 

 

要想为这些设备增加无线连接功能，必须做到高传输率、低耗电与价格经济三者之间的均
衡，才能够同时兼顾快速、增加电池寿命并且吸引消费者的目光。 

理想的家庭多媒体应用解决方案 

目前家庭中有各式各样的娱乐设备，如数字电视、大屏幕显示器、音频/视频接收器、DVD
播放机、音响、MP3播放机、数字相机等。如果有合适的无线网络解决方案加以配合，家庭
中的网络应用将会继续增长。 

在过去，针对家庭的有线电视、卫星及ADSL等宽频服务难以在不铺设电缆的情况下传送信
息到各个设备。有了无线网络后，一个简单的机上盒或者网关器就能够以无线方式在家庭
中传送所有宽频内容。另外，机上盒亦可管理住宅内透过同一宽频接入的多个用户的网络
接入。 

家庭无线连接前景令人向往，但业界更关心的是现阶段确切可行的无线传输技术。这都可
用超宽频（Ultra WindBand, UWB）的方式加以实现。 

UWB是一种全新的无线传输技术，通过在较宽频上传送极低功率的讯号实现114Mbps的传输
速率。与蓝芽及IEEE 802.11a/b/g等频宽相对较窄的传统无线系统不同之处在于，UWB能在
宽频上发送一系列非常窄的低功率脉冲。较宽的频宽、较低的功率与脉冲化数据，意味着
UWB所造成的干扰将小于传统的窄频无线解决方案，并能够在室内无线环境中提供与有线相
似的效能。传统的窄频用于大范围与低传输速率的最佳化，而UWB则用于小范围与高传输速
率的最佳化。UWB拥有小范围应用的最佳速度/功率潜能。 

直接序列UWB技术 

直接序列超宽频技术(Direct-Sequence UWB)对使用者来说是享受UWB带来所有好处的最佳
途径。在家庭环境中，有很多因素都会影响无线电波的传输，例如家具上的折射或者无线
电话、无线局域网络等其它无线信号的干扰。这些因素会导致严重的讯号品质问题。而DS
-UWB利用可能的最大频宽形成最短的脉冲，可以确保顺利进行连接，使设备能够清楚地侦
测出其它设备的位置，最大程度地提高连接效能和服务品质(QoS)。 



DS-UWB是一种性能优异的技术，在整个频段中使用一致的处理技术，能够最大程度地降低
家庭中运行其它无线技术的干扰。因此能消除无线媒体传输中常见的抖动和延迟现象，为
使用者提供高品质的无线体验。此外，DS-UWB的范围、功耗和速度等等多项性能指针都能
得到改进。DS-UWB还具备使用简单的特性。这样可以降低功耗和价位，使其成为大众市场
的理想之选。 

DS-UWB是一个可以简单升级到Multi-Gbps的唯一解决方案而且是市面上最经济实惠的产品
。目前传输率可达110 Mbps；预期不久后可达500Mbps，且2006将达1+ Gbps。更最要的是
，CE UWB是唯一获得FCC认可并取得1394 TA认证UWB PAL的方案。 

以飞思卡尔半导体最新推出XtremeSpectrum UWB方案为例，即实现DS-UWB和IEEE802.15.3
媒体接入控制(MAC--Media Access Control)协议，带来完全的无线连接。该平台除包括现
有速度超过110Mbps的XS110芯片组外，亦已落实开发数据传输速度分别为220Mbps、480Mb
ps、甚至高达1Gbps的UWB芯片方案。同时遵守IEEE?802.15.3流式媒体协议以及FCC的规范
，并与IEEE802.11b/a/g协议、蓝牙技术、GPS以及所有美规无线系统共存。运用具有高经
济效能的0.18μm CMOS和SiGe技术构建，在3.3V条件下的功耗为200mW，最大限度地降低电
池供电产品的能源需求。XS110已经验证通过FCC原先于2002年2月所发布的UWB规定，可达
到每秒110MB的数据传输率，并可于10公尺范围内提供数个高分辨率(HD)串流。 

美国联邦通信委员会(FCC)2005年3月10日扩大超宽频规定。核准FCC第15章ET Docket No.
 04-352的撤回要求，等于明白免除先前要求降低间歇丛发的闸门系统(gated systems)功
率之规定虽然这项撤回要求的本意是要修改多频带正交频分多任务(MB-OFDM)技术的测量程
序，但FCC委员会也宣布了一项技术中立的撤回声明。在这些规定之下，DS-UWB(直接序列
超宽频)技术的多种设计选择，将可让DS-UWB拥有较MB-OFDM技术快4倍的优势。 

相较于原来的规定，根据这项撤回声明，DS-UWB将可在网络上享受快上4倍的数据传输率，
或使用更低4倍的电池功率来传输串流资料，或在网络上以加倍的距离和更稳定的电波来传
输相同的资料。在相同的范围内，4倍数据传输率的丛发功能及「睡眠」功能等，都能让功
率已经相当低的DS-UWB 解决方案额外省下大量的电池电力，这对手机、数字相机和可携式
硬盘等未来的DS-UWB应用产品而言，可说是一大助益。而且重要的是，由于更新韧体的动
作非常简单，因此飞思卡尔目前的UWB芯片XS110现在就可以重新认证，以利用这项撤回声
明的好处，并以两倍远的距离(最高可达20公尺)提供数个HD视讯串流。 

供稿：飞思卡尔半导体 

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