2003年,在IEEE802.15.3a工作组征集提案时,Intel、TI和XtremeSpectrum分别提出了多频带(Multiband)、正交频分复用(OFDM)、直接序列码分多址(DS-CDMA)3种方案,后来多频带方案与正交频分复用方案融合,从而形成了多频带OFDM(MB-OFDM)和DS-CDMA两大方案。UWB无线通信市场巨大,各大公司竞相争逐,主要存在两大对立阵营:以美国TI、Intel等公司为首的MBOA(MB-OFDM联盟);以美国XtremeSpectrum、Freescale等为主的DS-CDMA联盟。超宽带无线技术是采用DS-CDMA技术还是MB-OFDM技术体制,是当前UWB技术领域争论的最为激烈的话题。下面将分别对这两种体制介绍和比较。
MBOFDM技术
MB-OFDM的核心是把频段分成多个528MHz的子频带,每个子频带采用TFI-OFDM(时-频交织正交频率复用)方式,数据在每个子带上传输。传统意义上的UWB系统使用的是周期不足1ns的脉冲,而MB-OFDM通过多个子带来实现带宽的动态分配,增加了符号的时间。长符号时间的好处是抗ISI(符号间干扰)能力较强。但是这种性能的提高是以收发设备的复杂性为代价的,而且还要考虑子信道间干扰(ICI)的影响。MB-OFDM将在性能方面具有优势(初期速度高达480Mbit/s),而且由于OFDM技术使微弱信号具有近乎完美的能量捕获,所以它的通讯距离也会较远。表2列出了MB-OFDM的主要技术参数。
表2MB-OFDM主要技术参数
技术参数MB-OFDM
频带数量10(第一代为3)
频带带宽每个子频带528MHz
频率范围1组:3.168~4.752GHz
2组:4.752~6.336GHz
3组:6.336~7.920GHz
4组:7.920~9.504GHz
5组:9.504~10.560GHz
调制方式TFI-OFDM,QPSK
纠错编码卷积码
复用方式TFI
链路余量5.3dB/10m,110Mbit/s
10.0dB/4m,200Mbit/s
11.5dB/2m,480Mbit/s
DSCDMA技术
DS-CDMA最早是由XtremeSpectrum公司提出。DS-CDMA采用低频段(3.1~5.15GHz),高频段(5.825~10.6GHz)和双频带(3.1~5.15GHz和5.825~10.60Hz)3种操作方式。低频段方式提供28.5~400Mbit/s的传输速率,高频段方式提供57~800Mbit/s的传输速率。DS-CDMA在每个超过1GHz的频带内用极短时间脉冲传输数据,采用24个码片的DS-SS(直接序列扩频)实现编码增益,纠错方式采用R-S码和卷积码。与MB-OFDM相比有较好的频率利用率。表3列出了DS-CDMA的主要技术参数。
表3DS-CDMA的主要技术参数
技术参数DS-CDMA
频带数量2
频带带宽1.268~2.736GHz
频率范围3.2~5.15GHz
5.825~10.6GHz
调制方式BPSK,QPSK,DS-SS
纠错编码RS码,卷积码
复用方式CDMA
链路余量6.7dB/10m,110Mbit
11.9dB/4m,200Mbit
1.7dB/2m,480Mbit