UWB的特点及在短距离无线通信中的应用前景

通信"。发射功率的大小决定了传输距离，按照FCC的规定，UWB通信在近期内将只可能用于极短距离的无线通信，这就意味着在一定时期内UWB将会与现有短距离无线技术共同生存，共同发展。

（1）UWB与IEEE802.11a

IEEE802.11a是IEEE最初制定的一个无线局域网标准之一，它主要用来解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，工作在5GHzU-NII频带，物理层速率54Mbps，传输层速率25Mbps。采用正交频分复用（OFDM）扩频技术；可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口，支持语音、数据、图像业务。IEEE802.11a用作无线局域网时的通信距离可以达到100m，而UWB只能在10m以内的范围通信。根据英特尔照FCC的规定而进行的演示结果显示，对于10m以内的距离，UWB可以发挥出高达数百Mbps的传输性能，但是在20m处反倒是IEEE802.11a/b的无线局域网网设备更好一些。因此在目前UWB发射功率受限的情况下，UWB只能用于10m以内的高速数据通信，而10m到100m的无线局域网通信，还需要由802.11来完成，当然与UWB相比，802.11的功耗大，传输速率低。

（2）UWB与Bluetooth

自从2002年2月14日，FCC顶住多方面的压力批准UWB用于无线通信以来，就不断有人将UWB评论为蓝牙（Bluetooth）的杀手，因为从性能价格比上看，Bluetooth是现有无线通信方式中最接近UWB的，但是UWB真的会取代Bluetooth吗？从目前的情况看，答案是否定的。首先从应用领域来看，Bluetooth工作在无须申请的2.4GHz ISM频段上，主要用来连接打印机、笔记本电脑等办公设备。它的通信速率通常在1Mbps以下，通信距离可以达到10m以上。而UWB的通信速率在几百Mbps，通信距离仅有几米，因此二者的应用领域不尽相同。其次，从技术上看，经过多年的发展，Bluetooth已经具有较完善的通信协议。Bluetooth的核心协议包括物理层协议和链路接入协议，链路管理协议及服务发展协议等等，而UWB的工业实用协议还在制定中，估计要等到2004年才可能初步确定。还有，Bluetooth是一种短距离无线连接技术标准的代称，蓝牙的实质内容就是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准，从这方面讲，UWB可以看作是采用一种特殊无线电波来高速传送数据的通信方式，严格地讲，它不能构成一个完整的通信协议或标准。考虑到UWB高速、低功耗的特点，也许在下一代Bluetooth标准中，UWB可能被用做物理层的通信方式。最后，从市场角度分析，蓝牙产品已经成熟并得到推广和使用，而UWB的研究还处在起步阶段。基于以上原因，在未来的几年内，UWB和Bluetooth更有可能既是竞争对手，又是合作朋友。

（3）UWB与HomeRF

家庭射频（HomeRF）标准是由HomeRF工作组开发的，旨在家庭范围内，使计算机与其他电子设备之间实现无线通信的开放性工业标准。HomeRF是IEEE802.11与DECT的结合，使用这种技术能降低语音数据成本。HomeRF采用了扩频技术，工作在2.4GHz频带，能同步支持4条高质量语音信道，但是HomeRF的传输速率只有1M～2Mbps。由于HomeRF技术没有完全公开，目前只有几十家小企业支持，在抗干扰等方面相对应其他技术而言尚有欠缺，因此它的应用前景还不是十分明朗。同IEEE802.11一样，HomeRF的通信距离比UWB远，而传输速率比UWB低，在UWB发射功率受限的前提下，二者应该是各有千秋。

结合上述讨论，可以用表1对四种短距离无线通信做个简单的比较。

表1 4种短距离无线通信比较

	IEEE802.11a	Bluetooth	HomeRF	UWB
传输速率	54Mbps	小于1Mbps	1-2Mbps	可高达500Mbps
通信距离	10m-100m	10m	50m	小于10m
发射功率	1瓦以上	1毫瓦-100毫瓦	1瓦以上	1毫瓦以下
空间容量	80Kbps/m	30Kbps/m2	50Kbps/m2	1000Kbps/m2
应用范围	无线局域网	计算机等家庭和办公室设备互连	家庭语音和数据流	近距离多媒体
终端类型	笔记本，台式电脑，掌上电脑和因特网网关	笔记本，移动电话，掌上电脑，移动设备	笔记本，无绳电话，无线音响，移动设备	无线电视，DVD高速因特网 网关
主要支持公司	Cisco,Lucent,3Com	Ericsson,Nokia Motorola	Apple,Dell Compaq	Intel,Motorola,Sony,Sharp

3 家庭无线通信是UWB的发展方向之一

虽然无线通信网已经在企业和公共场所得到推广和应用，但是这些现有技术很难为家庭多媒体网络无线互连提供一个合适的方案。按照传统的无线电设计方法，如果要提高通信速率，必须要提高数字信号处理器的处理速度，这势必要增加系统的成本和功耗，高速率的无线产品往往也是高成本、大功耗的。然而，家庭无线通信网有一些特殊的要求。首先，为了满足无线数字视频的要求，家庭无线互连产品需要更高的通信速率，以无线高清晰数字电视（WHDTV）为例，如果采用MPFG2HD数据格式，则视频数据流的速率高达25Mbps；其次，要想家庭无线通信产品走向千家万户，系统成本必须很低，市场调查表明，如果无线产品的价格比同类有线产品的价格高出30%，将很难被众多的消费者所接受；还有，家庭无线通信产品中用到嵌入式网关和小型手持设备往往是电池供电，因此它们的功耗必须很低。也就

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