UWB技术－Intel白皮书

时限高速无线个人域网

综述：

无线连接为用户新的移动生活方式注入了便捷。消费者马上就会对这种电子家庭的便捷产生巨大需求，他们的个人电脑、数码录像机、MP3播放器、数码可携式摄像机、数码相机，高清晰电视（HDTV）、机顶盒（STB）、游戏系统、掌上电脑、手机等都可以通过无线家庭个人域网（WPAN）相互连接。但今天的无线局域网和无线个域网技术不能满足未来大量消费电子设备对于高带宽的需求。这就需要新的技术去满足高速WPANS的需求。

超带宽（UWB）技术能够为下一代消费电子设备的带宽、成本、耗能和物理需求提供一个解决方案。这种新技术能够提供高带宽使多功能数码摄像和音响贯穿家庭成为现实。在行业团体的支持下，比如USB协会，技术领头人，比如INTEL，UWB技术将努力使家居生活高速WPANS连接变得轻松，成为现实。

介绍：

手机和家用PC的无线技术所带来的移动生活方式使人们对于其他设备的无线需求越来越大。消费者们正在享受着无线连接的便捷。许多数字家庭所采用的技术，比如数码摄像，音频流都需要高带宽连接。为PCs无线连接所开发的其他无线网络技术比如Wi-Fi和蓝牙，和高宽带使用模式相比都不够太优化。虽然Wi-Fi的数据传输率可以达到54Mbps，但这个技术在消费电子环境中还有局限性，包括耗能和带宽。当在短范围网络中或WPAN连接消费电子设备，这时的无线技术需要支持高数据流，耗能低，低成本，适合超小包装，比如PDA或手机。新UWB无线技术和UWB应用的硅片开发将提供最佳的解决方案。
此文件描述了在数字家庭WPANs中使用UWB技术和潜在的UWB技术应用。

UWB案例：

新的数字家庭环境有许多不同的消费电子设备、移动设备、个人计算机设备组成， 能够支持多样化应用。这些设备可以归纳为三大类（表1）：
－PC和网络
－消费电子和无线播放系统
－移动和手持设备

下一代PC，消费电子和移动应用对连接速度提出更高的需求，要远远高于蓝牙技术的1Mbps，而今天这种技术应用于许多WPANs设备当中。但许多消费电子设备不能支持Wi-Fi网络高速802.11a/b/g所需要的成本和耗电量。
虽然Wi-Fi技术比蓝牙要快很多，但它仍然不能有效地传输多线程并发高质量视频流。UWB技术能够提供下一代整合设备所需要的输入输出量， 再加上WiMedia 联盟的支持，能够在各种协议之间如IEEE 1394, USB, UPnP确保交互性，使得UWB成为打造高速、低成本、低能量的WPANs的宽泛解决方案。

UWB技术：

UWB和其它传统的窄带射频（RF）和展布频谱技术（SS），如蓝牙、802.11a/b/g的区别非常大。UWB使用RF频谱超宽的带宽传递数据（如图2）。UWB和传统的技术相比在一定的时间内能够传递更多的数据。
RF链接上潜在的数据传输率和通道带宽和信噪比的函数（香农定律）成正比。RF设计工程师对带宽的参数无法控制，因为这是由FCC所规定的。蓝牙技术、802.11a/b/gWi-Fi、无绳电话和许多其他设备都被归为无执照频谱，能提供900MHz, 2.4GHz, 5.1GHz。每一个信道被限制仅能占用很窄的波段。

UWB的频谱是最近刚刚合法化。UWB可使用频率从3.1GHz 到10.6GHz的频谱。每个信道可以有多于500MHz的带宽，这取决于它的中心频率。FCC为这种大宽带的发放提出了严格的无线能量约束。这样，UWB设备在使用大频率带宽时所释放的能量不会被附近其他窄带宽所察觉，比如802.11a/b/g。这种频谱共享使得设备可以达到非常大的输入输出量，但距离必须很接近。

UWB的低能量消耗也使得开发UWB成本节约的CMOS成为可能。在有限的范围内低功耗、低成本、高数据传输率，UWB凭借着这些特色已经开始正式进军高速WPAN市场。

UWB技术也允许频谱再使用。一套近距离的设备组合（比如一套家居娱乐系统）可以和在另外一间屋子的另外一套设备（比如卧室的游戏系统）在相同的通道上交流。基于UWB的WPANS的范围非常短，附近在相同通道的设备不会相互干扰。然而802.11g WLAN的解决方案在一个单一的设备组合中，很快地就用完了数据带宽，这样家居中的声音通道就不能重新使用。因为UWB技术的范围有限，802.11WLAN解决方案对WPAN是最佳的补足，在家居组合设备之间可以作为一个数据传输的中枢。

UWB应用：

UWB技术适用于各种WPAN应用当中。包括：
－在可携式多媒体消费电子设备如可携式摄像机和数码相机和MP3播放器之间，将电缆替换成无线连接。
－使PC机和PC外接之间实现高速无线USB连接，包括打印机、扫描仪和外部储存设备。
－替换下一代蓝牙技术设备如3G手机，基于IP/UPnP和下一代IP的PC/CE/移动设备的有线连接。
－建立CE, PC和移动设备之间的ad-hoc(点对点) 高位速率无线连接。