EEPW论坛

在今年国际固定器件电路会议（ISSCC）上，评审组描述了令人眩目的关于UWB（超宽带无线技术）收发器的实现方案，它的传输率可以达100、200甚至480Mbits/s。会上，演讲者之一的摩托罗拉工程副总裁Raj Sengottaiyan就向大家描述了由三个商用芯片组成的套件，它已经不是一个实验设备，而是正在做的样品。ST和Michigan大学也展示了另外两种方案。 不过，会上UWB也受到了一些反对派的质疑。比如英飞凌公司（Infineon）RF和无线工程组主管Rudolf Koch针锋相对地指出，UWB的实现是不确实的，不只是在3.1？10.6GHz频谱上获得突发数据率很难，而且更值得关注的是这方面IEEE标准“IEEE802.15.3a”还未被通过。 确实，目前标准组有两个不同选择，英特尔无线研究员Jeff Foerster说，一个建议倾向于单载波，带M-ary双正交钥的直接序列码分多址（DS-CDMA）――MBOK，与现在的2.4GHz 802.11b相似，有很宽的传播范围。另一组（50个公司的MBOA联盟）倡导多频段正交频分复用（MB-OFDM，与DSL多调相似，但不包括多GHz频谱）。 不过他表示，UWB可组成个人家庭网络的基础，它可以和蓝牙技术一样，作为“电缆替代”的技术，以500MHz的频宽在家用电器间传输数据，比如视频流。但技术挑战是保证UWB信号在一个适当的电平（低于-41.32dbm/MHZ），并且，更难的是不让它产生对支持802.11的无线LAN器件和一些5.8GHz的无绳电话的干扰。 DS-CDMA的RF采样和芯片采样均可使用倾斜和均衡电路；而MB-OFDM使用FFT，低速率码电路采用基带采样器。它们都需要高度数字化的实现，这是有效的多通道能量捕获所需要的，特别是高采样率A/D的直接转换架构。与MB-OFDM在802.11a频段产生的溢出控制不同，这个技术会遇到规范的挑战，特别在国际上，UWB在美国合法但在其它国家不合法。 但就在Foerster刚得出上述挑战性的结论不久，摩托罗拉的Sengottaiyan却发布了Xtremes Spectrum芯片组，这是一种在整个UWB上依赖于直接顺序的器件。为了不让UWB收发器在802.11a频谱上产生干扰，摩托罗拉选择在两个频段“3.1？5.15GHz和5.825？10.6GHz”之间进行采样，然后将采样值合并。Sengottaiyan坚持说，这样做将在元件成本和功耗方面，比起在整个UWB频段上采样并试图用陷波器来抑制802.11a干扰的方案来说，更加便宜。 这个3芯片组包括一个基带处理器，一个带1394接口的MAC以及PHY（带分离的RF前端），电路采用SiGe双极晶体管封装的BiCMOS工艺。为了达到114 Mbits/s数据率，芯片组采用12位三进制代码（也就是，12位符号编码代表一位数据），并带有4.104GHz PLL和112Gbit/s信号捕获电路。“24位码会保证更高的数据完整性，”Sengottaiyan还说，“但这会把数据传输率降到57Mbit/s。” 而其它的两家电路目前看来还未交付商用。Michigan大学的Ranjit Gharpurey展示了一种基于时间和频率交互的OFDM方式UWB。和摩托罗拉一样，Michigan大学担心在5GHz频段的陷波器的成本。“虽然OFDM会有特定的频率分割，但分布式放大技术会很贵。”Gharpurey说。Michigan大学选择了四种不同频率组来搭建电路：3.168？4.752GHz，4.9？6.0GHz，6.0？8.1GHz和8.1？10.6GHz，而且在每个频段基于QPSK调制信号执行128个音调的FFT。通道的工作速度是640Mbits/s。 ST公司的RF系统设计工程师Lydi Smani也演示了一个依靠脉冲相位调制（PPM）并附带极性指示器的UWB收发器。“这个器件可以获得600 Mbits/s的芯片速率，”Smani说，“使用20-GHz A/D和625MHz时钟，这个电路就可以有效地获取20 ps那么短的脉冲。”象摩托罗拉一样，ST公司也担心陷波器的成本，因而选用两个采样波段：3.1？5G和6？10.6GHz。与摩托罗拉不同，ST公司企图使用ST的Hcmo59高性能CMOS工艺，把基带、MAC和RF电路集成在一个芯片上。 快速采样A/D转换器对所有的收发器都很重要，不同的获取方法对于英特尔关于UWB、W-CDMA和各种802.11技术（a/b/g 和 n）共存的想法并没有什么矛盾。这样，根据英特尔Foerster的观点，我们就有一个共同认可的无线电标准，它可能识别各种应用中的传输技术，根据峰值流量，功耗或QoS这样的标准自动选择相应的最佳模式。