第2章WSN协议技术标准案例.ppt

6.6 UWB UWB (Ultra-Wide Bandwidth，超宽带)技术是近年来在国际上新兴的一种无线通信技术。一般的通信系统通过发送射频载波进行信号调制，而UWB通信系统则不同，它没有采用载波，而是利用持续时间非常短(纳秒级)的窄脉冲形式传输数据，而且数据传输速度可以达到几百Mbps以上。 6.6.1 概述 FCC规定UWB工作频谱位于3.1～10.6GHz，因此UWB产品要受到其他工作在这个频段上的设备的干扰，为了降低干扰程度，只好对UWB设备的发射功率进行限制。 UWB技术中最重要和先进的部分是信号的编码与调制。 UWB中还采用了多带调制技术，多带调制技术具有很多优点。首先，它可以有效地使用FCC所规定的3.1～10.6GHz整个频谱；再就是可以独立对待单个子频带，这样就增加了UWB系统的灵活性。在UWB设备和其他设备共存时，多带调制技术可以有效地降低UWB设备对其他窄带设备的干扰。 FCC（Federal Communications Commission，美国联邦通信委员会） 6.6.2 UWB主流技术 1．MB-OFDM MB-OFDM是德州仪器、英特尔、三星电子和飞利浦等公司所支持的技术。MB-OFDM是基于多载波的OAVB方案，采用OFDM技术传输子带信息。 MB-OFDM技术具有以下的主要特点： ①多频带调制方式，易于实现、功耗很低，频带的利用率高； ②有很强的抗多径和抗干扰的能力； ③更易于对符号间干扰进行抑制； ④TFI-OFDM系统完全避开在U-NⅡ频段进行数据传输，同时信道和子载波分配灵活，可以与世界各地不同地方的频谱规则保持一致，有助于在全球范围内建立相关标准； ⑤TFI-OFDM系统只需一条发送链路和一条接收链路，可以方便地进行升级。 2．DS-UWB DS-OWB最早是由已被美国摩托罗拉公司收购的XtremeSpectrum公司所提出，它是基于脉冲的UWB方案，发射信号占用整个1.7GHz的频段。 DS—UWB技术的主要特点如下。 ①是单频带方式或窄脉冲方式，多个传输任务可共享整个频带的频率，频率利用率高； ②对现有的、许可频带内的用户造成的干扰少，能有效抵抗多径衰落； ③能够进行高精度定位和跟踪； ④易于实现低功耗、低速数据流的无线传输，也可实现高速率、高QOS的多媒体业务等。 6.6.3 UWB的发展趋势 在UWB标准之争中， MB-OFDM和DS-IJWB各有其技术优势，由于支持这两种技术的两大阵营各不相让，难以达成一致。虽然UWB标准制订的延缓会使超宽频进入市场，但是在学术界、产业界特别是FCC的大力支持下，已有多项UWB方面的专利和多种UWB产品问世，例如，美国风险企业Artimi在2005年发布了具备UWB通信功能的LSI“RTMI-100”，其最大传输速度为800Mbps。同时，UWB技术也有许多新的、挑战性的问题值得去研究，比如UWB设备与传统窄带业务之间的兼容性及如何共存问题，随着国际上对UWB技术的关注和重视，很多知名高科技公司及科研机构和大学都在开展UWB无线通信技术的研究和开发。有理由相信，随着各国科研人员的进一步努力及合作，UWB技术将会更加完善、更加有效地服务人们生活的各个方面，并在无线通信领域产生巨大的影响。 6.8 红外线数据传输技术（IrDA） IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是由红外线数据标准协会（Infrared Data Association）制定的一种无线协议，其硬件及相应软件技术都已比较成熟。 6.9 短距离无线通信技术特点比较 6.4.3 绑定（Binding） 绑定是一种两个(或者多个)应用设备之间信息流的控制机制。在ZigBee2006 发布版本中，它被称为资源绑定，所有的设备都必须执行绑定机制。 绑定允许应用程序发送一个数据包而不需要知道目标地址。APS层从它的绑定表中确定目标地址，然后将数据继续向目标应用或者目标组发送。 注意：在ZigBee的1.0 版本中，绑定表是保存在协调器(Coordinator 当中)。现在所有的绑定记录都保存在发送信息的设备当中。 1.建立绑定表(Building a Binding Table) 有三种方法可以建立一个绑定表： ● Zigbee Device Object Bind Request——一个启动工具可以告诉设备创建一个绑定记录。 ● Zigbee Device Object End Device Bind Request——两个设备可以告诉协调器它们想要建立一个绑定表记录。协调器来协调并在两个设备中创建绑定表记录