UWB技术及其应用

UWB技术简介1Contents1.什么是UWB2.UWB的发展3.UWB的应用3.DS-UWB4.MB-OFDM5.UWB有关的组织6.相关产品情况2WhatisUWB(1/2)

DefinitionfromFirstReportandOrderFCC02-48，February14,2002---Ultra-WideBand

--Bandwidth

Bandwidth>=500MHz2(fH-fL)/(fH+fL)>=0.2

1.61.92.4Bluetooth,802.11bCordlessPhonesMicrowaveOvensGPSPCS5802.11a-41dBm/MHz“Part15Limit”UWBSpectrumFrequency(Ghz)EmittedSignalPower10.63.13--VeryLowPowerSpectralDensity(PSD)

InbandaverageEIRP<-41.25dBm/MHz75nW/MHzInbandpeakEIRP0dBm/50MHz

EIRP(平均有效等方向性辐射能）--ApprovedSpectrumisApplicationSpecific3.1~10.6GHz--NoRFmodulation

--Shortelectricpulses(sub-nanosecond)aregenerated,transmitted,receivedandprocessed

VerylowdutycyclepulsesNoenergycontentat0Hz

WhatisUWB(cont’d3/3)4UWB的发展(1/2)1960年代，美国军方开始有关雷达侦测与无线通信的秘密研究，主要使用UWB技术，采用扩频跳频技术。1993年，美国南加州大学通信科学研究所论证了采用短脉冲跳时调制多址技术进行通信的理论，从而开始了UWB无线通信的研究和开发工作。1998年，FCC发布了UWB技术应用的调查通告，之后，开始制定UWB的法规。52002年2月14日，FCC通过了UWB作为民用无线通信技术使用的法规-Part15，并对UWB做了明确的定义。2003年，Freescale生产出商用的UWB收发设备，2004年3月获FCC批准。2004年4月，Intel、TI也展示了其UWB芯片，传输速率达480Mbps。之后，UWB的应用开发全面展开。UWB的发展(Cont’d2/2)6UWB的应用(1/3)Radar－－定位、测距无线机顶盒与HDTV连接、无线DVD与HDTV连接、数码摄像机(DVC)与数码相机(DSC)/HDTV连接、DSC/DVC与DVD-R的连接、PDA/手持设备/DSC与PC连接、DVC/DSC与数码打印机的连接等－－WUSB军事－－单兵作战系统、无线UWB电台7UWB的应用(Cont’d2/3)8UWB的应用(Cont’d3/3)9UWBTechnology–DS-UWB(1/3)10UWBTechnology–DS-UWB(cont’d2/3)DS-UWB的特点：多个传输任务可共享整个频带与OFDM相比，对现有的、许可的频带内的用户造成的干扰更少成本更低，易于实现----CDMA可低功耗、低速数据流的无线传输也可以实现更高速的无线数据传输11以Freescale为核心XtremeSpectrum公司UWBTechnology–DS-UWB(cont’d3/3)200520042006220Mbps@<10m500mW2chipBB/MAC+RFMiniPCI1394/USB2.0110Mbps@<10m750mW3chipBB+MAC+RFMiniPCI1394500Mbps@5m1000Mbps@<1-2m1chipBB/MAC/RFMiniPCI1394/USB2.0250mW12UWBTechnology–MB-OFDM(1/4)MB-OFDM是将频谱分成14个频带，每个频带间隔为528MHz。定义了5个频带组。并允许结构化扩展3432MHz3960MHz4488MHz5016MHz5544MHz6072MHz6600MHz7128MHz7656MHz8184MHz8712MHz9240MHz9768MHzBand#1Band#2Band#3Band#4Band#5Band#6Band#7Band#8Band#9Band#10Band#11Band#12Band#13BandGroup1BandGroup2BandGroup3BandGroup4Band#14BandGroup510298MHzMandatoryOptionalOptionalOptionalOptional13UWBTechnology–MB-OFDM(Cont’d2/4)

MBOA的特点：频带利用率高多个频率子带并列避开了某些频带，灵活配置3456789101134567891011GHz14UWBTechnology–MB-OFDM(Cont’d3/4)15PH帅Y犹Pr济op煮os直alSp住ec驱s茎St就ab栽leSt躺an块da鲜rd冤s霜&坏T看ec神hn婶ol栏og篇y于Cr没ea容ti两on7/倚03目2/凝04拒9/尸04供Q趋10阴5部Q秧20蚁5洗Q4皆05券–币Q2芹06啊…ProductizationMulti-VendorInteroperabilityICDevelopment ICSamples

MACSim/DevC&IProgram

ComponentsEcosystem

FormationCo局rp勇or烂at专e应R&架DTechnology

Demonstration

(IntelDevelopersForum)DevelopmentPlatformBusinessGroupsEngagedCommercial

DeploymentProductDevelopmentUW宅B凶Te薪ch节no捡lo迁gy嘱–标M晓B-障OF斜DM班(C页on饮t’震d兆4/撕4)16UW疮B巴Te精ch恳no唱lo两gy寒–亮P博PM17组织饱－－Tw歇o炼Al膛li亲an务ce疤o就f巧UW厉B(章DS训-U葵WB布&井M湿B-咸OF耗DM晃)MBOA(MultibandOFDMAlliance)FormedinJuly2003Over170companiesMarch05:MBOA-SIGmergedwithWiMediaAlliance WiMedia-MBOAUWBFORUMFormedinlate2004Over100companies18组织也－－Wi房诚Me矿di线aAl巧li皮an复ceWi王re遇le伙ss挨U威SB倒:无线US秋B；Wi围re粉le威ss梅1排39窑4:无线怠13篮94让；Ap隆pl赤ic莫at予io怖n隔Pr称of夕il凝e:应用反层协芹议子乒集；DL采NA碗c谱om膛pl芝ia叮nt汪:匠DL核NA兼容复，DL析NA是数涨字化暂客厅塑网络隆联盟斥的缩起写（Di浓gi芒ta微l甚Li慎vi笼ng咬N索et语wo科rk冈A踪蝶ll腊ia吧nc附e）谋；PA旬L:协议自适应梢层,洁（Pr刺ot结oc尚olAd狼ap漆ti母onLa舌ye熟r）院；UP集nP/I私P:即插茧即用河多媒胀体IP电话搜；Wi栽me最di壳aCo故nv湾er苗ge蓄nc裹e宏Pl永at当fo健rm泡:Wi夺me摇di开a汇聚阵平台狗。Wi修me忙di折a是无混线多淋媒体爽的缩遇写（Wi党re通le膀ss妄M蕉ul凳ti蕉me叠di缓a）答；19负责拿制定Wi缓re赏le苹ss刮U宪SB切s预pe糟ci林fi步ca团ti声on来.组织具－－WU语SB实施宿者论害坛（WU摩SB衣-I茂F)2020者05员年7亭月，痰在美歉国加代州举溪行的坚第一恳届无个线US微B(速WU睡SB秃)开发递商大特会上球，US轨B实施秩者论院坛(US淡B-摊IF弃)正式塌发布放了无丝式线US宫B唤1.记0版规黑范，狐无线US短B规范拍采用弃了Wi扫Me鞭di坝a联盟抱的MB床-O僻FD膊M超宽阳带MA每C和PH租Y，其设宾计目薯的是己达到策与有武线高垃速US眼B相当燥的速厦度：础3米驶距离准时传蚂输速谋率为到48剥0Mb杰ps少；1娘0米距腊离时叛为1凑10Mb父ps首。U即WB物理加层芯我片的净功耗黎预计箭为1醉30其到1笔60岔毫瓦冰，首诱批能泛互操且作的秒芯片幕和设垂备将霸于年草底面权市。组织阳－－WU栽SB实施旧者论忆坛（WU若SB填-I正F)21组织棒－－IE鬼EE母80逆2.喊15

IEEE802.15WPANIEEE802.15.1.以蓝牙标准为基础.速率732kbps.范围：10m.频带：2.4GHzISM频段

IEEE802.15.2.研究共存模型和机制.WLAN与WPAN之间的冲突和共存情况研究

IEEE802.15.3速率10~55Mbps范围在30~50m

频带：2.4GHzISM频段IEEE802.15.3a非常高的数据率110~480Mpbs范围小于10m频带：3.1~10.6GHzIEEE802.15.4低功率消耗速率：20~250kbps范围：10~75m频带：2.4GHz、915MHz和868MHz频段

2220限04盘年第膀二季颗度，Fr恳ee境sc帜al讨e推出暗了首彼款经FC愿C认证别的UW迎B芯片酬组XS裳11普0。Fr肯ee么sc甲al惕e公司遣计划浆在年妹底与Ic咽ro度n公司里合作瘦开发挠出基咬于第朵二代UW蹈B套片XS董66毫0的无导线US谱B产品畜。20续05年6告月，租海尔辈宣布去率先迁推出肆首个椅基于简此芯尸片组标的商妈用产绵品，瞒并在Fr届ee与sc外al顾e技术晕论坛雹上展骡示了垄这种搏支持UW意B技术蛋的数塘字机自顶盒烧和3蛋7寸LC夹D卫HD僵TV悠，并将眨分别偶在年睬底和绞明年杨初在番中国奶和美禾国上闯市。相关忙产品牧情况缓－－US仪-U糊WB（1/桐2)23与Fr另ee还sc芳al累e合作盼的其友他公蚕司还轰有：Gl谱ob贸al翅S篇unUn涝iv丝式er宅sa挤l旺Sc校ie缘瑞nt涂if锡ic腾I诉nd凭us乔tr寸ia怖lGe稳mt商ek主要鞭开发唤平反存显示寸和媒置体服浴务器环隆途电气循与其纠合作带开发督13献94炊模块跳，适碰合各钟种家酒用环腾境的徐视频尼流、箱数据催流应尿用系侦统以姑及无窝线接歪入系谊统，御初期景的消情费性摸产品蹈包括抖大型壤显示冠屏、絮数字牧录像河机和se淘t-贩to桨p同bo详x等。……相关饥产品扁情况妖－－US炼-U生WB（C闸on各t’解d2/规2)2420久05阔年7结月，祖美国Ge绞ne译ra业l精At馒om罗ic桃s公司腾的Sp鄙ec愉tr逗al筝K昏ey叮in驴g牲UW使B芯片宁通过FC妙C认证，该桥芯片乔组把熊一个UW栽B收发肚器与RF基带乒和MA贩C整合病在一访起，贼主要捷面向杂流媒勿体和US拔B应用单。Ph蜜il若ip抢s将推余出一坝款采黄用9邮0nm工艺年，基陡于AR挣M7的WU案SB终端精设备齿(MA逆C)脂，它包匀括一屑个第细三方PH掉Y。NE翻C也推迎出一晃个选偶用第续三方PH误Y的自盘主MA继C,并表鼻示自舅己的PH拢Y正在腹开发似中。相关复产品隐情况侍－－MB岛-O枕FD单M(叹1/狂3)2520萝05啊年3月，St星ac辉ca倘to已经工推出逮一个Ri异pc偷or寒d归UW斧B开发场套件再（SC捎31午00茫D)川，包括室一个UW萄B芯片纹及FP盆GA内实多现的MA作C，软件黑及用柳户开像发平督台。之后膊，富渐士通香与St胸ac种ca亮to合作巷，用SC胶31姨00粉D开发尖数码剩相机兴的无圣线US闯B系统锋。Ri钳pc陈or柜d侮UW沾B开发付套件辈已经桑升级芒为SC院31漠11房诚D。20厅05年8国月，Wi谢sa曲ir的UW章B开发直套件DV炸91鸣00夏，包括挥全向考或定死向UW太B天线常和MB算OA如P荒HY呢/M拆AC物，其中MB萍OA湾P嚷HY馅/M咏AC可以伯通过兆以太吼网或US诊B1法.1接口笑访问岭，到翅年底千其速滥率可葱达4翁80Mb旬ps兽,到2爷00没6年际1季躲度能脂提供烂一种父单芯数片产耻品。相关药产品棉情况厌－－MB察-O窗FD玩M(冶2/充3)26英国弃剑桥闻的Ar骨ti鹿mi公司切展示布了其心第一坐款器潜件—终—面具向UW陡B的采亭用电荒力线掩技术娃的双茂模无烦线或脑电力脚线单宗芯片沫解决桃方案RT泡MI抛-1谷00。该公巩司称挑这款检芯片悦采用0.幻玉18微米Si巧Ge职B到iC完MO系S工艺下制造津，PH浴Y的传津输速蕉率达80扑0Mb匠ps,已于20耗05年第外二季浆度出狭样品赤,下仔半年捎量产。它还追提供RT狭MI姥10菌0柴Mi乖ni蚀P奴CI开发钻软件车。相关等产品季情况储－－PP事M27Ca分lc渣ul溉at燥io贵n标准冻之争灰刚刚虫开始馒.DS顾-U颂WB在投蓄入市匀场的白时间自方面沟优于MB疏-O仿FD钢M，但大勉的ve挠nd取or有限伙。FC迫C认证异的方吹面至部少有醒2/达4来国自于MB惧OA贿。MA游C层以安上，MB概-O麦FD渐M有一急定优傅势。应用瓜方面价主要膀集中袄在无港线US昏B和音膨视频猫多媒络体设度备。国内蔑的应本用－认－Ha慰ie田r28Fr理ee编sc室al危e的套震片XS袭11垄0Da庭ta单r招at接es疑o雁f月29率,璃57运,短86滨a犁nd蜓1避14仙M脑bp役sSu套pp踢or妖t嗽fo斩r四IE捕EE滩8促02拖.1替5.去3勾st唐re终am滋in街g笼me怒di竭a过pr帆ot茶oc币olEn皂ab适le娘s叠wi掉re争-l记ik乏e喘hi雹gh语d忙ef傻in许it奖io仆n沃vi材de虏o腾ap胆pl月ic趟at忍io购ns75淹0mW~舞3.抚3V情p渐ow特er摇c茅on罚su率mp置ti血onCo所-e燥xi已st开s颈wi恒th铺I胁EE呼E扰80辞2.赔11榆b/悔a/挺g,Bl俩ue它to颈ot返h™欺te疗ch猾no腹lo方gy够,享gl着ob盈al钱p墙os就it栽io冷ni铺ng倍s倾ys祝te饶m论(G歇PS撕)旅an洒d桂al欠l功Un仿it道ed质S容ta处te疤s-絮ba惭se阻d摧wi雪re沙le绝ss冷s介ys滴te侮msBu婶il娇t水us权in逮g裕lo厕w-思co帝st漫0说.1纵8学µm腊C矩MO积S向an线dSi全Gete次ch与no苍lo肆gyXS满11摩0Re涂tu四rn29FC毛C认证台的UW检B芯片20骂04柏年3嚼月，侨飞思氏卡尔投半导愁体(Fr彩ee齐sc就al振eSe偷mi勾co秩nd每uc假to咱r)得到FC艰C的认号证，耀可以艇对其DS把-U困WB技术备的XS臭11稿0芯片尚组进卵行商龙业化局应用想。？？St脏ac选ca杠to溉，I椅nt扩el公司20挡05感年7处月，倚美国Ge借ne重ra状l鞠At弟om票ic章s公司丑的Sp掉ec圾tr页al胶K种ey逃in滔g负UW女B芯片灿组通博过FC督C认证要。20贴05炒年8雁月，肆美国Wi霜sa贴ir公司吗的UW册