UWB技术的研究现状

UWB在10m以内的范围实现无线传输，是应用于无线个域网（WPAN）的一种近距离无线通信技术。众所周知，IEEE 802.15.3a从2003年开始对UWB的技术方案进行标准化。在UWB物理层技术实现中，存在两种主流的技术方案：基于正交频分复用（OFDM）技术的多频带OFDM（MB-OFDM）方案、基于CDMA技术的直接序列CDMA（DS-CDMA）方案。

CDMA技术广泛应用于2G和3G移动通信系统，在UWB系统中使用的CDMA技术与在传统通信系统中使用的CDMA技术没有本质的区别，只是使用了很高的码片速率，以获得符合UWB技术标准的超宽带宽。OFDM则是应用于E3G、B3G的核心技术，具有频谱效率高、抗多径干扰和抗窄带干扰能力强等优点。

直接序列扩频超宽带技术（DS-UWB）主要是由飞思卡尔（Freescale）半导体公司支持的方案。MB-OFDM方案则是由WiMEDIa联盟支持的。两种标准一直以来都处于激烈争论中，评价DS-CDMA和MB-OFDM在技术层面上孰优孰劣，对方案的最终妥协是无益的。在IEEE 802.15.3a内部虽然经过多次投票表决，始终无法淘汰其中一种标准，取得统一。最终在2006年1月份召开的IEEE 802会议上，IEEE 802.15.3a经过投票，解散了该任务组，UWB在IEEE的标准化进程被终止。

UWB的MAC层协议支持分布式网络拓扑结构和资源管理，不需要中心控制器，即支持Ad-Hoc或Mesh组网，支持同步和异步业务、支持低成本的设备实现以及多个等级的节电模式。协议规定网络以微微网为基本单元，其中的主设备被称为微微网协调者（PNC）。PNC负责提供同步时钟、QoS控制、省电模式和接入控制。作为一个Ad-Hoc网络，微微网只有在需要通信时才存在，通信结束，网络也随之消失。网内的其他设备为从设备。WPAN网络的数据交换在WPAN设备之间直接进行，但网络的控制信息由PNC发出。

像大家熟知的Wi-Fi、WiMax联盟一样，WiMedia联盟的重要使命就是建立WPAN认证流程和规范，进行认证以确保设备的互操作性，推动UWB技术在全球范围的应用。WiMedia联盟由英特尔、TI、松下、三星、诺基亚、富士通等著名公司和许多消费电子公司所组成，自成立几年来，已经拥有非常广泛的成员。(www.xing528.com)

WiMedia联盟定义的UWB协议分层如图3-26所示。前面已经提到物理层存在MB-OFDM和DS-UWB两个分支，WiMedia目前主要采用MB-OFDM方式。为了支持多种应用，如无线UWB、无线IEEE1394等，WiMedia联盟在物理层和MAC层之上定义了协议适配层（Protocol Adapter Layer，PAL）。

图3-26　UWB协议分层

WiMedia联盟已经发布了物理层认证规范和兼容性测试平台，并且开展了多次物理层兼容性测试，主要UWB芯片和设备商均参加了兼容性测试。随着产品的逐步成熟，WiMedia联盟将正式开展UWB的设备认证工作。