托罗拉UWB业务部总监Martin Rofheart(前Xtreme的CEO)的这句话来形容当前UWB标准进

程的现况最确切不过了。

UWB标准之争尘埃未定 商用进程渐成关注焦点

作者:林霞

“与其在会议室里毫无意义地争论,不如由市场来决定到底该选择哪个作为标准。”用摩

托罗拉UWB业务部总监Martin Rofheart(前Xtreme的CEO)的这句话来形容当前UWB标准进

程的现况最确切不过了。

两大标准难分高下

自2002年联邦通讯委员会(FCC)批准UWB技术民用开始,各大集团之间便展开了激烈的竞

争。但凡行业出现亟待商用的新技术,势必在少数业内巨头之间引发标准之争,UWB也不

例外。在UWB技术的研发过程中,逐渐分化成两大阵营——以英特尔和TI为首的多频带

OFDM联盟(MBOA)和以摩托罗拉挑头的支持DS-CDMA技术的UWB论坛(UWB Forum)。标准之

争愈演愈烈。04年初举行的IEEE任务组会议中,对UWB技术标准进行投票,阵容相对强大

的MBOA始终未获得75%的绝对优势,致使UWB标准悬而未决。事实上,就支持这两种UWB技

术的厂商数量而言,OFDM占有绝对优势。

UWB专家美国南加州大学Robert Scholtz教授对学术界、商界和政府机构做了一项调查—

—未来三年之内五项最有可能商用的超宽带应用,在收到的89份反馈中约有53%的受访者

表示支持多频段OFDM技术,大约47%支持直接序列码分多址技术(DS-CDMA)技术。

出现这种局面的原因部分在于DS-CDMA自身的特点。采用DS-CDMA技术,多个传输任务可

共享整个频率范围。支持者认为,与OFDM相比,这种方式对现有的、许可频带内的用户

造成的干扰更少。重要是其所选择的码分多址(CDMA)技术目前在其它领域已有大量应用

,因此实现起来更为容易,成本更低,上市时间较短。

目前,标准之争已经逐渐演化为两大标准阵营的对立,进而步入僵持阶段。UWB商业化随

即成为行业关注的焦点。在MBOA方面,Staccato公司和三星尖端电子研究所(SAIT)宣布

,共同试制成功位于多频带OFDM型UWB无线系统中FR收发器前终端部分的载频生成电路。

Wisair公司也推出了一款符合MBOA规范物理层要求的多频带UWB射频收发器芯片UB501,

数据吞吐量达到480Mbps。英特尔首席执行官Craig Barrett认为这可能是MBOA芯片的首

个也是最流行的应用。Wisair公司还表示会将生产成本期望降到20美元以下,最终推出

一款用RF CMOS技术实现的单芯片。但Wisair公司市场总监Serdar Yurdakul认为,UWB

要实现赢利还需等到2006年。

UWB FORUM阵营的成员也不甘落后。飞思卡尔最近公布了传输速率分别为220Mbps、480

Mbps和1Gbps的UWB产品路线图,并计划于明年推出1Gbps芯片样品。飞思卡尔现在已有速

度超过110 Mbps的XtremeSpectrum芯片组,未来的UWB产品也会支持点对点和对等网络

(ad hoc networking),并将集成精密的电源管理工具,以延长电池使用时间。

Rofheart表示:“飞思卡尔是目前唯一可提供UWB成品芯片的公司。我们将在今年夏季交

付首批商业化芯片,使客户能够赶在2004年圣诞推出终端用户产品。”

现在已有为数不少的公司同时加入两大阵营,两种UWB技术都支持,其中就有英国半导体

新兴厂商Artimi公司。Artimi商务总监Richard Dellabarca表示:“我们在第三季度开

始接受开发工具的订单,芯片样片也将在年底面市。预计在2005年首季度开始批量供应

市场。” 虽然目前IEEE就超宽带制定标准陷入僵局,但Dellabarca认为Artimi公司和

其他公司开发进行超宽带产品的开发的步伐不会停滞。

另外,CoWare公司也同时加入了MBOA和UWB FORUM。该公司推出的SPW无线LAN库可以同

时为多频带OFDM系统和DS-UWB系统的设计者提供支持。“在标准进程中,我们属于中立

派。”SPW产品线销售总监Johannes Stahl表示,来自两个阵营的UWB系统设计者和开发

者都可以利用SPW库来实现比较测试,对干扰和范围等重要的指标进行测量。

在两大标准阵营对峙的同时,也有选择中间路线的厂商,他们所研发的产品包括分别支持

多频带OFDM和脉冲方式两个版本。日本通信综合研究所及其合作厂商就是最好的例证。

该所与26家厂商共同试制成功了UWB收发LSI,实现320Mbps无线传输。联合开发团体分别

试制了支持两种UWB传输方式(多频带OFDM方式及Impulse方式)的LSI,并做成附带外部

电路的收发模块。

据ParksAssociates的一项研究报告称,UWB通信系统到2008年底将超过1.5亿套设备。

该报告同时也指出关于IEEE802.15.3a标准最终结局的不定性将减缓UWB市场的发展。但

是,一旦标准到位,PC产业将会率先推出大量配有超宽带的PC和外围联结方案,随后跟

进的是移动CE(数字摄像与音乐播放器)和固定CE(高清晰电视、投影机和A／V接收器)。

因此,超宽带技术凭借其技术优势,在未来将具有广阔的发展前景。

值得一提的是,海尔集团与飞思卡尔公司共同展示了利用UWB技术在便携式摄像机和等离

子电视显示器之间的无线连接。这是涉及一种便携式产品的直接序列超宽带(Direct

Sequence Ultra-Wideband, DS-UWB)的首次展示。海尔市场总监Li Li女士表示:“通

过现今展示的超宽带技术,我们让全世界看到了真正的无线家庭影院的未来。便携式摄像

机等便携式和移动产品是超宽带技术的理想目标。”

UWB商业化低调缓行,但未有间断

虽然UWB标准尚未确定,但却丝毫不影响各公司的商用计划。两大阵营期待通过基于各自

的UWB技术的产品商业化过程,先于对手获取更大的市场份额,成为事实标准,从而促使

IEEE任务组作出最终决择。根据Scholtz教授的调查,UWB技术最早进入商用可能是高速

局域网和测距系统。In-Stat/MDR的研究报告还发现:平面显示器等高端消费电子设备预

计将是最先具备UWB功能的产品,其后将是用于成本较低的消费电子设备和PC设备的外围

卡和道尔芯片。相应地,芯片组不断集成,成本不断下降,逐渐推动嵌入式UWB的发展。

更有ABI研究公司的最新报告显示:除数字家庭之外,UWB也将进入企业应用,例如,建

筑用车前安装的UWB传感器,用于探测其周围的障碍物。

回顾UWB商用的进程,其实早在该技术解禁之时就开始了。2002年6月,距FCC宣布UWB解

禁短短几个月内,一直从事电视接收机和机顶盒等民用设备UWB技术芯片组开发的

XtremeSpectrum公司,即率先开发出民用设备的超宽带无线技术芯片组“Trinity”。

目前的第二代Trinity芯片组部分地采用SiGe技术,具备RF收发器、基带处理和MAC处理3

芯片结构。2003年底摩托罗拉集团的全资子公司飞思卡尔半导体(Freescale

Semiconductor)正式收购了XtremeSpectrum。终于,在英特尔与TI合并UWB标准即而成

立MBOA之后,摩托罗拉也组成足以与之相抗衡的集团。继XtremeSpectrum之后,2003年

9月英特尔首次成功试制单芯片CMOS LSI,该芯片采用90nm CMOS技术,并将LNA和VCO等

集成在单个芯片上。

无线技术市场多头并进,UWB还能走多远？

除却UWB两大阵营之间的竞争之外,市场上还存在其它几种为业内看好的无线技术。虽然

它们在频段和适用范围上并不与UWB技术相冲突,但在边缘区域也会存在竞争关系,从商

用角度看,这些无线技术对UWB技术的应用市场的发展也将造成一定影响。这其中就包括

蓝牙、Wi-Fi、WiMax、ZigBee等。而与UWB竞争关系最密切的当属蓝牙与Wi-Fi。这几种

无线技术的特性如图所示。

具体而言,UWB是一种短距离无线宽带传输技术,由于未采用一般无线收发中必须的载波

调制,因此UWB不需要混频器、过滤器、RF/IF转换器,以及本地振荡器等元件,从而同

时实现了低成本下的低功耗、高速宽带应用。UWB的传输范围在5-10米之间,理论上最高

速度可达1Gbps,目前最高已经实现了480Mbps的速率,非常适合于家用消费电子产品之

间的大容量数据传输。

蓝牙技术发展已经历了十多个年头,但其传输速率只有1Mbps的缺憾导致应用受限,一直

以来只在无线耳机等不需要很高传输带宽的领域徘徊。而且互通性方面也存在问题。蓝牙

技术的适用距离在10米左右,这与UWB技术小于等于10米的适用范围相重合。但UWB具有

高于480Mbps的数据率,从而作为蓝牙的扩展技术得到业界的关注。同属低功耗短距离无

线技术UWB的出现,似乎预示着蓝牙逐渐“消亡”的命运。

Wi-Fi在英特尔的大力支持下,借迅驰平台名声鹊起。Wi-Fi即IEEE 802.11b的俗名,它

使用开放的2.4GHz直接序列扩频,最大数据传输速率为11Mbps,可根据信号强弱把传输

率调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽。无需直线传播传输范围为室外最大300米,也是

目前应用最广的传输协议。

而作为Wi-Fi下一代技术的WiMax是一项无线城域网接入技术,其在传输距离和速度方面

均胜过Wi-Fi,最高接入速度为70Mbps,信号传输半径可以达到50公里。虽扬言要取代3G

,但为时尚早,不过其实力可略见一斑。WiMax已被业界视为未来家庭宽带无线上网最具

应用潜力的技术。

ZigBee工作在免授权的频段上,包括2.4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲),分

别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率,其传

输范围介于10到100米之间,可视作UWB在距离上的延伸,但数据率与UWB相去甚远。

ZigBee技术一般应用于灯具、火警报警器、暖气系统等楼宇内各设备之间的无线通信,

以及其它短距离无线通信。它的另一个特点是只需一两个产品就能应用起来,而不像其他

无线技术那样,需要很多设备组成网络才能使用。

诸多无线技术并存,而且短期内不会有什么大的改变。这些无线技术各具特色,亦不乏用

武之地,除非有权威机构的强制性标准出台,否则它们将在此消彼长的竞争中趋于平衡,

于未来的无线市场寻求各自的立足点。最理想的状态莫过于在这些技术之间实现互联互通

,令用户得以在使用这些无线产品时实现平滑且透明的过渡,无障碍地享受无线技术所带

来的乐趣和便捷。

最后,仍以Rofheart的话作为结束:“IEEE已经举行了六轮会谈,仍然没有得出结论。

这说明决选择UWB标准的时机还未成熟。现在UWB技术还处在初始阶段,离标准乃至事实

标准的需求还有很长一段距离,因为市场才刚刚起步。”