3 家庭無線通信是UWB的發(fā)展方向之一

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)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)25Mbps;其次,要想家庭無線通信產(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;還有,家庭無線通信產(chǎn)品中用到嵌入式網(wǎng)關(guān)和小型手持設(shè)備往往是電池供電,因此它們的功耗必須很低。也就是說,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),按照傳統(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)。

IEEE802.11a是現(xiàn)有無線通信標(biāo)準(zhǔn)中,唯一能在通信速率上滿足無線視頻數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)傳送要求的。它的最高速率是54Mbps,有效速率是25Mbps,考慮到MAC接入?yún)f(xié)議,實(shí)現(xiàn)傳送數(shù)據(jù)流的速率還要更低一些。然而,IEEE802.11a是按照與Ethernet接入相類似的分組方式設(shè)計(jì)的,因此它不太適合用于實(shí)時(shí)傳輸視頻數(shù)據(jù)流。還有,IEEE802.11a的功耗大概在1.5W到2W之間,因此綜不能用于電池供電的小型設(shè)備。更重要的是,一個(gè)IEEE802.11a網(wǎng)絡(luò)接入卡（NIC）售價(jià)大概是150～200美元,這樣的價(jià)格很難被家庭消費(fèi)者所接受。因此IEEE802.11a更適合于用在對價(jià)格和功耗要求不是很高的公用無線局域網(wǎng)里,況且當(dāng)時(shí)IEEE專家設(shè)計(jì)IEEE802.11a時(shí)也根本沒有考慮過將它用在家庭無線通信網(wǎng)上。

目前,現(xiàn)有技術(shù)中被認(rèn)為最有可能進(jìn)入家庭無線通信互連的是Bluetooth,因?yàn)樵趦r(jià)格和功耗上它很有競爭力,然而,Bluetooth的傳輸速率不到1Mbps,極限速率也只有10Mbps。按照這樣的速率計(jì)算,如果用Bluetooth來傳送一部兩小時(shí)的電影可能需要10個(gè)小時(shí),這顯然不能被用戶所接受。20多年前,FCC提出Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)時(shí),僅僅是希望將它用在******機(jī)上,經(jīng)過20多年的努力,Bluetooth已經(jīng)發(fā)展成為最主要的低速率的點(diǎn)到點(diǎn)無線通信技術(shù)。利用Bluetooth,可以很好地實(shí)現(xiàn)筆記本電腦、PDA、移動(dòng)電話等設(shè)備之間的低速率數(shù)據(jù)通信,但是FCC從來沒有考慮過將Bluetooth發(fā)展成為高速率數(shù)據(jù)通信或者是無線網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù),從這一點(diǎn)來講Bluetooth也很難進(jìn)入家庭無線網(wǎng)。

HomeRF是專門為家庭無線互連提出的,它可以很好的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、MP3以及其它家用電器之間語音和數(shù)據(jù)的通信和互連,但是,HomeRF的有效傳輸速率只有2Mbps,工作在10Mbps以上將嚴(yán)重影響它的性能,這就決定了它不可能進(jìn)入無線HDTV,視頻游戲等寬帶家庭無線通信領(lǐng)域。更重要的是HomeRF的技術(shù)還不成熟,HomeRF標(biāo)準(zhǔn)缺少Intel等大公司的支持,它的推廣和應(yīng)用前景并不被業(yè)界看好。

與傳統(tǒng)的無線電設(shè)計(jì)方法不同,UWB是高速、低成本和低功耗的無線通信方式,因此它可以滿足家庭無線電消費(fèi)市場的需求。盡管UWB的通信距離很短,使得它不能像其它一些無線通信方式那樣一點(diǎn)接入寬帶網(wǎng)絡(luò),從而使整個(gè)家庭構(gòu)成一個(gè)總線型的網(wǎng)絡(luò),但是UWB本身的帶寬很寬,在接入上一級網(wǎng)絡(luò)的同時(shí),UWB還可以作為下一級網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān),從而使得整個(gè)家庭組成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來說,星型網(wǎng)絡(luò)可能更有效,更可靠。

隨著消費(fèi)電子的高速發(fā)展,數(shù)字電視、音頻和視頻接收機(jī)、DVD、卡拉OK、MP3播放器和數(shù)碼相機(jī)等娛樂設(shè)備必將進(jìn)入千家萬戶�？梢韵胂�,在不久的將來,采用UWB技術(shù),無須架設(shè)電纜,僅僅需要小小的網(wǎng)關(guān)和收發(fā)器,就可以組建一個(gè)真正的無線家庭劇院。根據(jù)市場調(diào)查,整個(gè)美國的家庭無線網(wǎng)絡(luò)市場在2004年將達(dá)到35億美元,2006年將達(dá)到49億美元,而中國和亞洲的市場潛力更大。市場分析表明,除了無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等產(chǎn)品已經(jīng)占領(lǐng)和即將占鄰的部分市場外,還有很大一部分的家庭無線通信市場尚未開發(fā),這意味著UWB將會在家庭無線通信領(lǐng)域大有作為。目前,眾多的OEM生產(chǎn)商正盼著UWB通信標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)產(chǎn)品早日成熟并投入實(shí)用。