3 家庭無線通信是UWB的發展方向之一
雖然無線通信網已經在企業和公共場所得到推廣和應用,但是這些現有技術很難為家庭多媒體網絡無線互連提供一個合適的方案。按照傳統的無線電設計方法,如果要提高通信速率,必須要提高數字信號處理器的處理速度,這勢必要增加系統的成本和功耗,高速率的無線產品往往也是高成本、大功耗的。然而,家庭無線通信網有一些特殊的要求。首先,為了滿足無線數字視頻的要求,家庭無線互連產品需要更高的通信速率,以無線高清晰數字電視（WHDTV）為例,如果采用MPFG2HD數據格式,則視頻數據流的速率高達25Mbps;其次,要想家庭無線通信產品走向千家萬戶,系統成本必須很低,市場調查表明,如果無線產品的價格比同類有線產品的價格高出30%,將很難被眾多的消費者所接受;還有,家庭無線通信產品中用到嵌入式網關和小型手持設備往往是電池供電,因此它們的功耗必須很低。也就是說,家庭無線通信產品必須具備高速率、低成本和低功耗三個優點,按照傳統的無線電設計方案,無法在速率、成本和功耗這三者之間找到一個合適的平衡點。
IEEE802.11a是現有無線通信標準中,唯一能在通信速率上滿足無線視頻數據流實時傳送要求的。它的最高速率是54Mbps,有效速率是25Mbps,考慮到MAC接入協議,實現傳送數據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計的,因此它不太適合用于實時傳輸視頻數據流。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備。更重要的是,一個IEEE802.11a網絡接入卡（NIC）售價大概是150～200美元,這樣的價格很難被家庭消費者所接受。因此IEEE802.11a更適合于用在對價格和功耗要求不是很高的公用無線局域網里,況且當時IEEE專家設計IEEE802.11a時也根本沒有考慮過將它用在家庭無線通信網上。
目前,現有技術中被認為最有可能進入家庭無線通信互連的是Bluetooth,因為在價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。按照這樣的速率計算,如果用Bluetooth來傳送一部兩小時的電影可能需要10個小時,這顯然不能被用戶所接受。20多年前,FCC提出Bluetooth標準時,僅僅是希望將它用在******機上,經過20多年的努力,Bluetooth已經發展成為最主要的低速率的點到點無線通信技術。利用Bluetooth,可以很好地實現筆記本電腦、PDA、移動電話等設備之間的低速率數據通信,但是FCC從來沒有考慮過將Bluetooth發展成為高速率數據通信或者是無線網絡互連技術,從這一點來講Bluetooth也很難進入家庭無線網。
HomeRF是專門為家庭無線互連提出的,它可以很好的實現計算機、打印機、MP3以及其它家用電器之間語音和數據的通信和互連,但是,HomeRF的有效傳輸速率只有2Mbps,工作在10Mbps以上將嚴重影響它的性能,這就決定了它不可能進入無線HDTV,視頻游戲等寬帶家庭無線通信領域。更重要的是HomeRF的技術還不成熟,HomeRF標準缺少Intel等大公司的支持,它的推廣和應用前景并不被業界看好。
與傳統的無線電設計方法不同,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接入寬帶網絡,從而使整個家庭構成一個總線型的網絡,但是UWB本身的帶寬很寬,在接入上一級網絡的同時,UWB還可以作為下一級網絡的網關,從而使得整個家庭組成一個星型網絡。從網絡的拓撲結構來說,星型網絡可能更有效,更可靠。
隨著消費電子的高速發展,數字電視、音頻和視頻接收機、DVD、卡拉OK、MP3播放器和數碼相機等娛樂設備必將進入千家萬戶。可以想象,在不久的將來,采用UWB技術,無須架設電纜,僅僅需要小小的網關和收發器,就可以組建一個真正的無線家庭劇院。根據市場調查,整個美國的家庭無線網絡市場在2004年將達到35億美元,2006年將達到49億美元,而中國和亞洲的市場潛力更大。市場分析表明,除了無線局域網和藍牙等產品已經占領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,這意味著UWB將會在家庭無線通信領域大有作為。目前,眾多的OEM生產商正盼著UWB通信標準和相關產品早日成熟并投入實用。
