無線數(shù)字娛樂設(shè)備中的UWB技術(shù)

2004年5月B版

引言

　　數(shù)字娛樂推動(dòng)家庭和旅途中的無線連接需求不斷增長。然而，現(xiàn)有技術(shù)卻未能跟上娛樂需求增長的步伐。如果設(shè)備之間不能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的平滑無線連接，消費(fèi)者將無法盡情享受數(shù)字娛樂的樂趣，也不能充分發(fā)揮信息設(shè)備的作用。

　　數(shù)字家庭設(shè)備必須是無縫連接，最大程度地降低干擾，實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸，滿足高清晰度電視和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的多數(shù)據(jù)流的需求。此外，它還應(yīng)能傳輸大容量的多媒體文件，如MP3曲目庫和MPEG電影。同時(shí)，家庭連接還應(yīng)該是成本相對(duì)較低的解決方案，符合用戶的實(shí)際經(jīng)濟(jì)狀況。此外，由于當(dāng)前的很多熱門設(shè)備都是手持設(shè)備(如PDA、智能電話)，所以家庭連接還必須具備低能耗的特點(diǎn)。

　　媒體服務(wù)器、機(jī)頂盒、純平顯示器、便攜式數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和照相機(jī)、PDA、手機(jī)和MP3播放器，所有這些設(shè)備都需要高數(shù)據(jù)速度、高服務(wù)質(zhì)量(QoS)的高速無線連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字娛樂應(yīng)用。設(shè)想一下，在無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)中，數(shù)字機(jī)頂盒無線連接到多臺(tái)電視機(jī)，MP3播放器可從電腦上無線下載音樂，然后傳輸?shù)蕉鄠€(gè)房間，整個(gè)過程甚至不需要一條線纜。

　　家用設(shè)備市場上的無線解決方案必須在數(shù)據(jù)速率、實(shí)施成本、能耗、質(zhì)量(最重要因素)這幾方面達(dá)到平衡。解決方案提供的數(shù)據(jù)傳輸速率越高，信號(hào)處理技術(shù)就越復(fù)雜，也就需要更多的芯片空間，這些因素提高了成本和能耗，導(dǎo)致客戶流失。

　　超寬帶(UWB)技術(shù)可以滿足消費(fèi)市場的需求。Freescale Semiconductor(原摩托羅拉半導(dǎo)體部)正在為消費(fèi)者的家用設(shè)備和手持設(shè)備提供數(shù)字連接。

UWB技術(shù)的家庭應(yīng)用

　　超寬帶技術(shù)(UWB)是一種令人興奮的無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。它是唯一能夠滿足成本和性能要求的無線技術(shù)，其連接性能可與有線連接相媲美。借助UWB技術(shù)，客戶可在家中建立個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)，實(shí)現(xiàn)房間覆蓋。結(jié)合使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)或銅線/同軸電纜回程技術(shù)，它甚至能夠覆蓋整間房屋(見圖1)。

UWB的技術(shù)優(yōu)勢

　　UWB能夠滿足家用設(shè)備市場的如下要求：提供高速率的數(shù)據(jù)傳輸：在10米范圍內(nèi)提供100Mbps以上的速率(家庭娛樂需要100Mbps以上的速率)；低能耗需要：200mW下發(fā)射和接收功率；與同等成熟度的藍(lán)牙技術(shù)相比，其成本仍然相對(duì)較低，UWB的技術(shù)優(yōu)勢見表1。

　　與使用窄帶調(diào)制載波來傳輸信息的傳統(tǒng)無線系統(tǒng)有所不同，UWB使用一系列極窄的低功率脈沖，在廣泛的無線頻譜范圍內(nèi)傳輸。與傳統(tǒng)窄帶無線解決方案相比，UWB解決方案的頻譜范圍更廣，并可降低能耗，傳輸脈沖數(shù)據(jù)，這意味著它可以顯著減少干擾。UWB能在室內(nèi)無線環(huán)境中提供可與有線連接相媲美的連接性能。2002年2月，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)批準(zhǔn)UWB在美國投入商用。FCC最關(guān)注的問題是可能存在的干擾。UWB之所以得到FCC認(rèn)可，很大程度上是因?yàn)樗鼘a(chǎn)生干擾的可能性降至最低。

UWB應(yīng)用領(lǐng)域

　　UWB使用戶無需通過錯(cuò)綜復(fù)雜的線路來連接家庭電腦/手提電腦、鍵盤、顯示器、揚(yáng)聲器、打印機(jī)、掃描儀、鼠標(biāo)、電視等設(shè)備。借助UWB，用戶甚至沒有必要將所有這些設(shè)備都安裝在同一個(gè)房間內(nèi)。用戶能通過UWB實(shí)現(xiàn)以下功能：

直接序列UWB技術(shù)

　　Freescale選擇了直接序列超寬帶技術(shù)(DS-UWB)，作為使用戶享受UWB的所有益處的最佳途徑。在家庭環(huán)境中，很多因素都會(huì)影響無線電波的傳輸，例如在家具上折射、其他無線信號(hào)(如無線電話、無線局域網(wǎng))的干擾。這些因素會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的信號(hào)質(zhì)量問題。

　　DS-UWB利用可能的最大帶寬，生成最短的脈沖。這種方法可以確保順利進(jìn)行連接，讓設(shè)備能夠清楚地“知道”其他設(shè)備的位置，最大程度地提高連接性能和服務(wù)質(zhì)量(QoS)。DS-UWB在整個(gè)頻段中使用一致的處理技術(shù)，最大程度地降低“噪音”。與其他方法不同，DS-UWB是一種性能優(yōu)異的技術(shù)，可以最大程度地降低家庭中運(yùn)行其他無線技術(shù)的干擾。因而，它能消除無線媒體傳輸中常見的“抖動(dòng)”和“拖拉”現(xiàn)象，為用戶提供高質(zhì)量的無線體驗(yàn)。此外，DS-UWB的多項(xiàng)性能指標(biāo)都能得到改進(jìn)，包括范圍、能耗和速度等。DS-UWB還具備使用簡單的特性。這樣可以降低能耗和價(jià)位，使其成為大眾市場的理想之選。

Freescale Semiconductor領(lǐng)先的UWB技術(shù)

　　為幫助消費(fèi)類電子產(chǎn)品、手持電子設(shè)備制造商迅速向用戶推出UWB技術(shù)，自2004年1月起，F(xiàn)reescale開始推出第二代試用芯片產(chǎn)品。高清晰度電視和等離子電視機(jī)的廠商首先試驗(yàn)了該技術(shù)，展示產(chǎn)品傳送高清晰度電視內(nèi)容的多個(gè)數(shù)據(jù)流的性能。

　　該芯片集支持對(duì)等聯(lián)網(wǎng)和AD HOC聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)真正的移動(dòng)無線連接。提供多種可選的數(shù)據(jù)速率，包括29Mbps、57 Mbps、86 Mbps和114 Mbps。它是提供大型文件、音頻和視頻內(nèi)容的強(qiáng)大解決方案。支持IEEE(r)802.15.3流式媒體協(xié)議。實(shí)現(xiàn)性能可與有線連接相媲美的高清晰視頻應(yīng)用。在3.3V條件下的能耗為200mW，最大限度地降低電池供電產(chǎn)品的能源需求。與IEEE802.11b/a/g協(xié)議、藍(lán)牙技術(shù)、GPS以及所有美國無線系統(tǒng)共存。

　　Freescale Semiconductor在無線領(lǐng)域擁有70多年經(jīng)驗(yàn)，在半導(dǎo)體領(lǐng)域擁有50年經(jīng)驗(yàn)，哪家公司能比Freescale更好地提供這種業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)呢？移動(dòng)無線產(chǎn)品獲得成功的關(guān)鍵在于為客戶提供無縫的連接體驗(yàn)。 Freescale提供的融合、高度集成的無線技術(shù)，可以幫助您提供無縫的連接體驗(yàn)，加快產(chǎn)品面市和公司創(chuàng)收。

　　超寬帶技術(shù)只是Freescale在消費(fèi)和行業(yè)無線市場銳意創(chuàng)新的一個(gè)例子。Freescale還提供廣泛的無線技術(shù)，能夠響應(yīng)不斷發(fā)展的客戶偏好和需求，蜂窩平臺(tái)能夠提供完全集成的芯片、軟件和支持，滿足行業(yè)對(duì)可擴(kuò)展解決方案的需求?！?BR>