UWB短距離無線通信方式的介紹

　　當(dāng)然，UWB通信也存在不足，主要問題是UWB系統(tǒng)占用的帶寬很高，UWB系統(tǒng)可能會(huì)干擾現(xiàn)有其他無線通信系統(tǒng)，因此，UWB系統(tǒng)的頻率許可問題一直在爭論之中;另外，還有學(xué)者認(rèn)為，盡管UWB系統(tǒng)發(fā)射的平均功率很低，但是，由于其脈沖持續(xù)時(shí)間很短，瞬時(shí)功率峰值可能會(huì)很大，這甚至?xí)绊懙矫窈降仍S多系統(tǒng)的正常工作。盡管如此，學(xué)術(shù)界的種種爭論并不影響UWB的開發(fā)和應(yīng)用。2002年2月美國通信協(xié)會(huì)(FCC)批準(zhǔn)了UWB用于短距離無線通信的申請 [3]。

　　四、與其他技術(shù)的比較

　　表1給出UWB與其他短距離無線通信的簡單比較。從表中可見，除了在通信距離上UWB比其他三種短距離無線通信方式受限外，在傳輸速率、發(fā)射功率、空間容量、應(yīng)用范圍等方面，UWB都占有較大優(yōu)勢。

　　表1　UWB與其它短距離無線通信的比較

　　五、應(yīng)用

　　1.UWB在家庭中的應(yīng)用

　　雖然無線通信網(wǎng)已經(jīng)在企業(yè)和公共場所得到推廣和應(yīng)用，但是這些現(xiàn)有技術(shù)很難為家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)的無線互連提供一個(gè)合適的方案。按照傳統(tǒng)的無線電設(shè)計(jì)方法，如果要提高通信速率，必須要提高數(shù)字信號(hào)處理器的處理速度，這勢必要增加系統(tǒng)的成本和功耗，高速率的無線產(chǎn)品往往也是高成本、大功耗的。然而，家庭無線通信網(wǎng)有一些特殊的要求。首先，為了滿足無線數(shù)字視頻的要求，家庭無線互連產(chǎn)品需要更高的通信速率，以無線高清晰數(shù)字電視(WHDTV)為例，如果采用MPFG2HD數(shù)據(jù)格式，則視頻數(shù)據(jù)流的速率高達(dá)25 Mbit/s;其次，讓家庭無線通信產(chǎn)品走向千家萬戶，系統(tǒng)成本必須很低。市場調(diào)查表明，如果無線產(chǎn)品的價(jià)格比同類有線產(chǎn)品的價(jià)格高出30%，將很難被眾多的消費(fèi)者所接受。其次，家庭無線通信產(chǎn)品中用到的嵌入式網(wǎng)關(guān)和小型手持設(shè)備往往是電池供電，因此，降低功耗就是一個(gè)突出的問題。即家庭無線通信產(chǎn)品必須具備高速率、低成本和低功耗三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的無線電設(shè)計(jì)方案無法在速率、成本和功耗這三者之間找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。 UWB適用于兩類家庭消費(fèi)電子的應(yīng)用。一類是房間內(nèi)應(yīng)用，例如機(jī)頂盒和DVD播放機(jī)到數(shù)字電視的無線連接，這一類應(yīng)用需要至少20～28Mbit/s的傳輸速率，如要實(shí)現(xiàn)畫中畫功能則需要56Mbit/s的傳輸速率，另外，還需要7～10米的距離實(shí)現(xiàn)多個(gè)通道的傳輸[5]。另一類是桌面的應(yīng)用，如PDA、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)與PC機(jī)的同步，PC機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻編輯等。這一類應(yīng)用一般只需要支持2～4m的傳輸距離，但對傳輸速率的要求非 常高，有時(shí)需要高至480Mbit/s的傳輸速率。

　　UWB有望滿足家庭消費(fèi)者的其它重要需求。有線與衛(wèi)星供應(yīng)商正推出越來越多的高清電視廣播，通常需要標(biāo)清信號(hào)五倍左右的帶寬。UWB具有 110Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率及10m的傳輸距離，因此，只有它才能在住宅的幾乎所有空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)從機(jī)頂盒向電視顯示器無線傳輸高分辨率視頻流的功能。這使得消費(fèi)者無須為每臺(tái)電視機(jī)都添置新的機(jī)頂盒，即可使家里多臺(tái)電視機(jī)都接收到高清節(jié)目源。

　　2.無繩USB

　　無繩USB(Wireless USB)是一種無線接口標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)是以無線取代目前的USB連線。無線技術(shù)方面將使用超寬帶近距離高速通信技術(shù)“UWB”。目標(biāo)傳送速度為USB2.0的最大通信速度480Mbit/s?？赏鸘WB無線技術(shù)將取代USB，成為PC的外設(shè)接口。

　　無繩USB可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字家庭的打印機(jī)共享、無線鼠標(biāo)、鍵盤連接，掃描儀的數(shù)據(jù)傳輸，移動(dòng)硬盤的無線接入，DV數(shù)據(jù)傳送等應(yīng)用，是數(shù)字家庭標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)接入的接口。通過UWB無繩USB連接，組成了以計(jì)算機(jī)為中心，USB標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)作為從設(shè)備的互聯(lián)互通小網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)小型網(wǎng)絡(luò)能夠完成系統(tǒng)協(xié)同工作，由軟件控制可智能完成用戶的特定任務(wù)。例如，用戶可以直接從數(shù)碼相機(jī)中瀏覽，選定自己喜歡的照片，通過無繩USB技術(shù)傳送到電腦，接著，電腦可以把它輸出到無線連接的便攜打印機(jī)，用戶就能及時(shí)打印出選出的照片。這樣，隨時(shí)隨地?zé)o任何連接限制地體現(xiàn)出數(shù)字家庭設(shè)備互聯(lián)互通人性化的特點(diǎn)。

　　圖2　無線USB應(yīng)用場景

　　六、結(jié)束語

　　UWB還可用于智能無線局域網(wǎng)、室外對等網(wǎng)，以及在對工廠、倉庫、超市中貴重物品的位置信息低速傳輸傳感、定位、識(shí)別[1]等方面。