UWB标准化进程
发布时间:2008/11/26 0:00:00 访问次数:649
(1)ieee 802.15.3a
为制定基于uwb技术的高速wpan物理层标准ieee 802.15.3a,美国ieee协会先后成立了3g研究组(sg3a)和3a任务组(tg3a)。经过前期预研,sg3a于2002年8月完成了关于市场潜力、兼容性、显著性、技术可行性和经济可行性的sc技术报告。2002年12月,tg3a完成了技术需求报告和标准提案选择规则,并于2003年1月公布了标准提案筛选程序。根据tg3a提出的技术要求,ieee 802.15.3a在10m范围内提供至少110mb/s的传输速率,在4m范围内提供至少200mb/s的传输速率,误包率应低于8%,并将48omb/s作为各选的高速率等级。要求支持4个微微网(pico-net)同一区域同时工作。关于兼容性、功耗等诸多因素也进行了明确的规定。关于ieee 802.15.3a的标准提案早期多达30项。经过tg3a(美国3a任务组)多个轮次的筛选,最后只剩下两个提案:一个是以intel公司为首的多带正交频分复用联盟(mboa)提交的多带正交频分复用(mb-ofdm)方案,另一个是以freescale公司(前摩托罗半导体部门)为首的uwb论坛提交的直扩码分多址(ds-cdma)方案。按照tg3a制定的提案筛选程序,一项提案要成为标准需得到全体成员75%以上的票数。由于双方的得票率始终不能超过75%,而且两种方案的差异太大,合二为一的可能性极小,致使ieee802.15.od标准至今难以最终确定。
(2)mb-ofdm方案
mboa支持的mb-ofdm方案将3.1~1o.66hz频段分为13个带宽为528mhz的子带。在第一代产品中,采用了3.1~4.96hz频段的3个子带(中心频率分别为3432mhz、3960mhz、4488mhz)。每个子带内采用正交频分复用(ofdm)调制,从而保证瞬时信号带宽大于500mhz。为支持4个微微网同时工作,采用跳频多址技术,每个微微网使用特有的时频码。ofdm调制采用128点ifft完成,有效子载波数为100,其余子载波用于导频数据传输和频谱调整。为满足fcc对辐射谱密度的限制并减弱峰均比,每个子载波仅采用正交移相键控(qpsk)实现星座映射。采用60.6ns的循环前缀克服多径时延扩展可能引起的符号间干扰。为便于实现载波频率切换,ofdm符号之间增加了9.5ns的保护间隔。信道编码采用约束长度为7、码率为1的卷积码,并通过“凿孔”技术调整编码效率,以便根据信道状况调整数据速率。为进一步获得分集增益,采用了信道交织和扩频技术。信道交织包括ofdm符号内的子载波交织和不同子带间的交织两个层次,极大地提高了频率分集增益。利用“镜像”子载波数据的共轭对称特性,可获得两倍的扩频增益。
(3)ds-cdma方案
超宽带论坛支持的ds-cdma方案将3.ighz和110.6ghz频段划分为高、低两个频段,分别为3.1~5.15ghz(低频段)和5.825~10.66hz(高频段),两个频段可以分别使用或联合使用。为避免与802.11a等系统相互干扰,两个频段之间的免授权国家信息基础设施(u-nii)频段不被使用。单独使用低频段,可实现28.5~400mb/s的传输速率;单独使用高频段,可实现57~800mb/s的传输速率;两个频段联合使用时,可实现高达1.2gb/s的传输速率。ds-cdma方案可以支持最多8个微微网同时工作,4个工作在低频段、4个工作在高频段。同一频段的4个微微网使用不同的扩频码集合避免相互干扰。在freescale公司的第一代芯片中仅使用低频段。为提高传输效率,ds cdma系统采用多进制双正交键控(m-bok)方式进行符号扩频,扩频后的码片映射成bpsk或qpsk星座进行传输。为提高传输可靠性,ds-cdma系统的信道编码采用卷积码、rs(reed-solomon)码以及级联码。ds-cdma系统通过卷积交织技术进一步提高系统抗衰落能力。根据信道状况,系统传输速率可以通过选择不同的星座、信道编码方案、m bok方案进行配置。
(4)ieee802.15.4a
自2002年11月,ieee开始酝酿建立基于uwb的低速wpan物理层标准ieee802.15.4a。目的在于提供比802.15.4更高的传输速率、更低的功耗、更远的距离、更低的价格,尤其强调了精确的测距和定位能力。2003年7月,研究工作组sg4a正式成立并开始广泛征集相关信息。2004年1月,sg4a完成了5c技术报告。2004年3月,tg4a工作组正式成立并开始制定技术需求报告、标准提案筛选规则及筛选程序。按照tg4a制定的技术需求报告,ieee 802.15.4a应提供至少1kb/s的链路速率,对于数据收集节点应提供1mb/s以上的传输速率;要求测距和定位误差小于lm;基本通信距离0~30m;功耗极低,电池供电可维持数月至几年的时间。2004年7月,tg4a工作组开始征集标准提案。至2005年1月,总共收到26个标准提案。虽然tg4a对提案筛选程序进行了反复修改,但这个程序并没有真正执行。为避免出现类似802.15.1a标准那样的无法最终确定全球统一标准的僵局,提案各方经过磋商,于2005年3月形成了一个融合多家提案的基本纲要。在这份纲要中,包括两个可选的物理层:工作于3.1~1o.66hz免授权频段的uwb脉冲无线电技术和工作于2.4ghz免授权频段的线性调频(chirp)扩谱技术。
(5)mboa的uwb通用平台
(1)ieee 802.15.3a
为制定基于uwb技术的高速wpan物理层标准ieee 802.15.3a,美国ieee协会先后成立了3g研究组(sg3a)和3a任务组(tg3a)。经过前期预研,sg3a于2002年8月完成了关于市场潜力、兼容性、显著性、技术可行性和经济可行性的sc技术报告。2002年12月,tg3a完成了技术需求报告和标准提案选择规则,并于2003年1月公布了标准提案筛选程序。根据tg3a提出的技术要求,ieee 802.15.3a在10m范围内提供至少110mb/s的传输速率,在4m范围内提供至少200mb/s的传输速率,误包率应低于8%,并将48omb/s作为各选的高速率等级。要求支持4个微微网(pico-net)同一区域同时工作。关于兼容性、功耗等诸多因素也进行了明确的规定。关于ieee 802.15.3a的标准提案早期多达30项。经过tg3a(美国3a任务组)多个轮次的筛选,最后只剩下两个提案:一个是以intel公司为首的多带正交频分复用联盟(mboa)提交的多带正交频分复用(mb-ofdm)方案,另一个是以freescale公司(前摩托罗半导体部门)为首的uwb论坛提交的直扩码分多址(ds-cdma)方案。按照tg3a制定的提案筛选程序,一项提案要成为标准需得到全体成员75%以上的票数。由于双方的得票率始终不能超过75%,而且两种方案的差异太大,合二为一的可能性极小,致使ieee802.15.od标准至今难以最终确定。
(2)mb-ofdm方案
mboa支持的mb-ofdm方案将3.1~1o.66hz频段分为13个带宽为528mhz的子带。在第一代产品中,采用了3.1~4.96hz频段的3个子带(中心频率分别为3432mhz、3960mhz、4488mhz)。每个子带内采用正交频分复用(ofdm)调制,从而保证瞬时信号带宽大于500mhz。为支持4个微微网同时工作,采用跳频多址技术,每个微微网使用特有的时频码。ofdm调制采用128点ifft完成,有效子载波数为100,其余子载波用于导频数据传输和频谱调整。为满足fcc对辐射谱密度的限制并减弱峰均比,每个子载波仅采用正交移相键控(qpsk)实现星座映射。采用60.6ns的循环前缀克服多径时延扩展可能引起的符号间干扰。为便于实现载波频率切换,ofdm符号之间增加了9.5ns的保护间隔。信道编码采用约束长度为7、码率为1的卷积码,并通过“凿孔”技术调整编码效率,以便根据信道状况调整数据速率。为进一步获得分集增益,采用了信道交织和扩频技术。信道交织包括ofdm符号内的子载波交织和不同子带间的交织两个层次,极大地提高了频率分集增益。利用“镜像”子载波数据的共轭对称特性,可获得两倍的扩频增益。
(3)ds-cdma方案
超宽带论坛支持的ds-cdma方案将3.ighz和110.6ghz频段划分为高、低两个频段,分别为3.1~5.15ghz(低频段)和5.825~10.66hz(高频段),两个频段可以分别使用或联合使用。为避免与802.11a等系统相互干扰,两个频段之间的免授权国家信息基础设施(u-nii)频段不被使用。单独使用低频段,可实现28.5~400mb/s的传输速率;单独使用高频段,可实现57~800mb/s的传输速率;两个频段联合使用时,可实现高达1.2gb/s的传输速率。ds-cdma方案可以支持最多8个微微网同时工作,4个工作在低频段、4个工作在高频段。同一频段的4个微微网使用不同的扩频码集合避免相互干扰。在freescale公司的第一代芯片中仅使用低频段。为提高传输效率,ds cdma系统采用多进制双正交键控(m-bok)方式进行符号扩频,扩频后的码片映射成bpsk或qpsk星座进行传输。为提高传输可靠性,ds-cdma系统的信道编码采用卷积码、rs(reed-solomon)码以及级联码。ds-cdma系统通过卷积交织技术进一步提高系统抗衰落能力。根据信道状况,系统传输速率可以通过选择不同的星座、信道编码方案、m bok方案进行配置。
(4)ieee802.15.4a
自2002年11月,ieee开始酝酿建立基于uwb的低速wpan物理层标准ieee802.15.4a。目的在于提供比802.15.4更高的传输速率、更低的功耗、更远的距离、更低的价格,尤其强调了精确的测距和定位能力。2003年7月,研究工作组sg4a正式成立并开始广泛征集相关信息。2004年1月,sg4a完成了5c技术报告。2004年3月,tg4a工作组正式成立并开始制定技术需求报告、标准提案筛选规则及筛选程序。按照tg4a制定的技术需求报告,ieee 802.15.4a应提供至少1kb/s的链路速率,对于数据收集节点应提供1mb/s以上的传输速率;要求测距和定位误差小于lm;基本通信距离0~30m;功耗极低,电池供电可维持数月至几年的时间。2004年7月,tg4a工作组开始征集标准提案。至2005年1月,总共收到26个标准提案。虽然tg4a对提案筛选程序进行了反复修改,但这个程序并没有真正执行。为避免出现类似802.15.1a标准那样的无法最终确定全球统一标准的僵局,提案各方经过磋商,于2005年3月形成了一个融合多家提案的基本纲要。在这份纲要中,包括两个可选的物理层:工作于3.1~1o.66hz免授权频段的uwb脉冲无线电技术和工作于2.4ghz免授权频段的线性调频(chirp)扩谱技术。
(5)mboa的uwb通用平台
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