無線數(shù)字娛樂設備中的UWB技術

2004年5月B版

引言

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

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

　　媒體服務器、機頂盒、純平顯示器、便攜式數(shù)字攝像機和照相機、PDA、手機和MP3播放器，所有這些設備都需要高數(shù)據(jù)速度、高服務質量(QoS)的高速無線連接，以實現(xiàn)數(shù)字娛樂應用。設想一下，在無線個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)中，數(shù)字機頂盒無線連接到多臺電視機，MP3播放器可從電腦上無線下載音樂，然后傳輸?shù)蕉鄠€房間，整個過程甚至不需要一條線纜。

　　家用設備市場上的無線解決方案必須在數(shù)據(jù)速率、實施成本、能耗、質量(最重要因素)這幾方面達到平衡。解決方案提供的數(shù)據(jù)傳輸速率越高，信號處理技術就越復雜，也就需要更多的芯片空間，這些因素提高了成本和能耗，導致客戶流失。

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

UWB技術的家庭應用

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

UWB的技術優(yōu)勢

　　UWB能夠滿足家用設備市場的如下要求：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；與同等成熟度的藍牙技術相比，其成本仍然相對較低，UWB的技術優(yōu)勢見表1。

　　與使用窄帶調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(FCC)批準UWB在美國投入商用。FCC最關注的問題是可能存在的干擾。UWB之所以得到FCC認可，很大程度上是因為它將產(chǎn)生干擾的可能性降至最低。

UWB應用領域

　　UWB使用戶無需通過錯綜復雜的線路來連接家庭電腦/手提電腦、鍵盤、顯示器、揚聲器、打印機、掃描儀、鼠標、電視等設備。借助UWB，用戶甚至沒有必要將所有這些設備都安裝在同一個房間內(nèi)。用戶能通過UWB實現(xiàn)以下功能：

直接序列UWB技術

　　Freescale選擇了直接序列超寬帶技術(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，很多因素都會影響無線電波的傳輸，例如在家具上折射、其他無線信號(如無線電話、無線局域網(wǎng))的干擾。這些因素會導致嚴重的信號質量問題。

　　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行連接，讓設備能夠清楚地“知道”其他設備的位置，最大程度地提高連接性能和服務質量(QoS)。DS-UWB在整個頻段中使用一致的處理技術，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，可以最大程度地降低家庭中運行其他無線技術的干擾。因而，它能消除無線媒體傳輸中常見的“抖動”和“拖拉”現(xiàn)象，為用戶提供高質量的無線體驗。此外，DS-UWB的多項性能指標都能得到改進，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位，使其成為大眾市場的理想之選。

Freescale Semiconductor領先的UWB技術

　　為幫助消費類電子產(chǎn)品、手持電子設備制造商迅速向用戶推出UWB技術，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的廠商首先試驗了該技術，展示產(chǎn)品傳送高清晰度電視內(nèi)容的多個數(shù)據(jù)流的性能。

　　該芯片集支持對等聯(lián)網(wǎng)和AD HOC聯(lián)網(wǎng)，以實現(xiàn)真正的移動無線連接。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)容的強大解決方案。支持IEEE(r)802.15.3流式媒體協(xié)議。實現(xiàn)性能可與有線連接相媲美的高清晰視頻應用。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、藍牙技術、GPS以及所有美國無線系統(tǒng)共存。

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

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