一个由英特尔和TI领导的联盟最近向IEEE提交了一种用于高速、短距离无线通信的超宽带(UWB)标准。不过,这一提案最终能否被IEEE采纳为标准目前仍是个未知数。
IEEE的802.15.3a任务组将负责评估多频段OFDM联盟的提案以及众多其它提案。在等待结果的过程中,支持不同提案的公司将就技术优势、许可费、面市时间、与联邦通信委员会(FCC)规则的兼容性和市场定位等一系列问题展开辩论。
不过,来自消费电子和PC制造商的双重压力将促使IEEE更快地就UWB标准做出决定,而不像在制定其它标准时那么慢,特别是802.11标准。
“TI与英特尔结盟将产生一股强大的力量,使UWB技术的发展步入正轨,”Gartner Dataquest公司负责考察未来技术的分析师Martin Reynolds表示。
IEEE 802.15.3a任务组必须确定一个标准,以便允许在多个互连的设备之间进行高速(最高达480Mbps)、低功耗、短距离的无线通信。自二月份的候选标准提交截止期以来,由计算机和消费类半导体公司提交的三十多个提案有的因故放弃,有的被合并在一起,因而总的数目已经有所减少。
“与IEEE达成802.11标准的过程相比,这已经是非常快了,”英特尔研发部战略行销经理Stephen Wood表示,“不同之处在于,我们能够使一批公司在很早的阶段就开始合作,从而加快了这一进程。”
多频段OFDM联盟是在TI与由英特尔领导的UWB多频段联盟把他们各自的提案合并后成立的新联盟,这缩减了对立阵营的数量。目前,摩托罗拉与超宽带技术的最初提议者XtremeSpectrum Inc.(XSI)是合作伙伴,他们坚决反对新的英特尔/TI联盟。包括来自三菱、冲电气(Oki Electric)和意法半导体等公司的独立提案也是802.15.3a任务组的考虑对象。
Reynolds表示:“尽管摩托罗拉在无线通信领域有辉煌的历史,但在面对英特尔和TI等行业寡头时,摩托罗拉不再是个巨头。”因此,摩托罗拉与XSI公司的合作联盟将依赖于XSI拥有的超宽带芯片组的优势,这可以在制定标准的过程中助其一臂之力。
“TI和英特尔的提案只是纸上谈兵,它们在两三年内还开发不出芯片。”XSI的行销副总裁Chris Fisher表示,“英特尔仍在全力开发802.11芯片,而从来不在意超宽带的技术优势。”
对许可费的关注
不过,基于一家公司的技术制定标准将引发许可费的问题。Reynolds表示,考虑到可能的出货数量,业界将不能容忍征收许可费的行为。而XSI 告知IEEE:它将在合理和一视同仁的基础上,向业界提供包含在IEEE所选标准中的任何相关知识产权。
“这是不够的,”Reynolds评论道,“它涉及数十亿美元的利益。对于一项如此重要的技术而言,他们必须不收取任何许可费用。”
英特尔的发言人在回答有关许可费的问题时表示:“多频段联盟的成员已经一致同意不征收许可费。”免许可费政策将使多频段联盟的提案在802.15.3a任务组面前显得更有优势。
但TI的发言人没有排除征收许可费的可能,只表示:“多频段联盟将满足IEEE的要求,即允许第三方公平合理地获取其提案的技术；并以确保该技术得到快速应用为目标来评估它的选择(征收或免除许可费)。”
支持IEEE所选标准的芯片组将应用在未来的各类通信设备、移动设备、消费电子系统和计算系统中。因为潜在市场非常庞大,所以有关最终标准的较量将不可避免。XSI的Fisher表示,这最终可归结为消费电子公司与PC制造商之间的一场斗争。
“这是一项在消费电子市场拥有巨大潜力的技术,”他说,“消费电子公司希望通过由自己创建大多数芯片来赚取利润。它们所关注的是:超宽带技术能否被用作连接个人计算机平台(英特尔处理器和微软操作系统)的桥梁。”
英特尔不同意Fisher的观点。“UWB的确更偏向消费电子,但我们看到,蜂窝电话、PC和消费电子市场正趋于融合。因此,我们将考虑每部分市场的需要。”英特尔的Wood说,“这主要是与MAC(媒体存取控制层)有关的问题。我们还没有进入标准化阶段,至少没有达到与物理层相同的标准化程度。”
随着802.15.3a任务组正式开始审核那些提案,英特尔和TI将尽力表现出他们有多么关注UWB技术。该联盟提议的架构将根据以下指标来进行评估,包括:功耗、有效距离、数据速率、复杂性、避免干扰、多路径回避、支持的连接数量、尺寸、成本和上市时间。TI DSP解决方案研发部的Anuj Batra表示,该联盟的提案能够胜任这些要求。
为了解决上市时间、复杂性和调整问题,该联盟选择了一种多频段方法,即将可用频谱(3.1到10.6 GHz)划分为7个528MHz宽的频带,它们的中心频率分别为3.432、3.960、4.488、6.336、6.864、7.392和7.920 GHz。Batra表示,前三个频带是强制要求的,后四个高于5GHz的频段是可选的。“这允许它与来自英特尔和多频段联盟的七频段原始提案具有互操作性,”他说,“尽管我们还定义了5GHz频段内的频带,但我们将保留它们以备后用。”
TI DSP解决方案研发部的Geiganesh Balakrishnan指出,中心频率的选择不是随意的。“除了允许快速切换外,我们能够从单个锁相环而不是多个独立锁相环中生成所有频率,从而节省了功率,”他说。
从复杂性、多路径和基础能量汇聚等角度考虑,英特尔欣赏TI所采用的正交频分复用(OFDM)技术,Wood表示。“TI在能量捕获方面具有显著优势,从而给我们带来更鲁棒或更远距离的连接,”他说。
“采用OFDM技术,根据具体的通道损耗模型,我们能聚集98%到99%的能量,并比非OFDM设计提高3到6 dB的性能,”Batra表示。在最大为2.5米的距离内,该提案的接口能达到480Mbps的速率,而802.15.3a任务组期望的指标是在1米距离内达到480Mbps的速率。“OFDM技术还能把通道升级到更高的数据速率,如1Gbps或更高。”他补充道,并透露基于多频段联盟超宽带提案的TI芯片组将于2005年问世。
更简单的系统
将OFDM与正交相移键控(QPSK)调制技术一道使用还能帮助解决复杂性和功耗问题。Balakrishnan表示:“这种结合可以降低工作的信噪比,从而允许使用更少位数的模数转换器。这对于降低UWB OFDM系统的复杂性将发挥重大作用。”
Batra解释道:“因为模数转换器的分辨率每增加一位,其功耗就会翻番,所以更少的位数意味着更低的功耗。”他希望完整的接收器和发射器的数字部分将不超过29.5万门。虽然英特尔和TI都宣称,他们已经与FCC密切合作,以保证他们的提案能满足FCC对频谱使用和功耗的要求；但XSI的Fisher表示,他怀疑他们是否有能力在满足FCC要求的同时还能达到802.15.3a任务组期望的数据速率。Fisher指出,该联盟的多频段方法本质上是一种跳频方式,而XSI的提案则采用一种单频段方法。
FCC的规则
“FCC要求在进行测试时关闭跳频,这将迫使他们工作在比非跳频系统更低的功率水平下。”Fisher指出,“其结果是缩短了有效距离或降低了数据速率,因为它们都是跳频频段数量的函数。所以,如果多频段联盟使用7个跳频,那么它与单脉冲或单频段系统相比将表现出劣势。这对IEEE来说是个大问题,而且正是他们必须解决的问题。”
多频段联盟的成员表示,他们已经意识到这些要求。“在我们继续下一步之前,我们将征询FCC的意见。除非我们能肯定它可以工作,否则将不会采用跳频技术。”Wood说。
但Fisher坚持认为:“多频段OFDM联盟将不得不请求FCC更改规则,这将进一步延缓802.15.3a任务组的工作。”
作者:柏万宁
图1:在多频段联盟的提案中,单个锁相环将生成多个中心频率。
图2:多频段联盟提议的OFDM架构。
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