3 系统性能和特点
3.1 性能分析
利用MATLAB软件对MB-TFI-OFDM UWB系统进行仿真,图2所示为跳频后的OFDM符号在3个子带上的功率谱密度仿真波形,可见,每个子带带宽约为528 MHz,采用时频交织技术能实现在相同的时间内采用不同频段工作,而不会引起符号间干扰。因此,在不同频带的3个OFDM信号可并行传输,系统容量大,信道利用率高,频谱更加灵活。

可靠性是系统性能的一个重要指标,在此用误包率曲线表示。如图3所示,误包率是随着信噪比的增加而减小的,且相同误包率下,高速率对应高信噪比,因此,采用高速率的MB-TFI-OFDM超宽带系统,抗噪声和干扰能力很强,有很大灵活性,可方便适应不同地区的频谱规范。但高速率只能在一定距离上获得,即传输距离和速率是相互制约的,因此UWB系统具有高速率、短距离等特点。可见,这种MB-TFI-OFDM UWB技术是满足WPAN的数据速率与误码率和传输距离的要求的。

3.2 技术优点
1) 抗多径、捕获多径信号的能力强。借助循环前缀克服多径信道引入的时延扩展,用结构较简单的接收机,就能在高度多径环境中捕获到更多信号,电路简单、成本低、功耗低,电池可支持移动设备长时间连续使用。
2) 频谱灵活性强、共存性好。UWB使用无需授权频段,确保不会对授权频段设备产生干扰。MB-OFDM-UWB信号是由A/D转换器产生,可用软件动态地打开或关闭某些特定频段,使其符合本地规定,这有助于在不同国家内采用MB-OFDM系统。
3) 设计复杂度低,上市快。传统OFDM系统较复杂,MB-TFI-OFDM系统经过专门设计,只采用QPSK调制,降低了IFFT和FFT实现复杂度以及对ADC和DAC的分辨率要求。模拟前端电路甚至总体结构的设计,易于用90 nm CMOS实现,缩短了产品投放市场的时间。
4) 安全机制建立方便。可建立一个嵌入式、始终处于“开通”状态的安全架构,在协议栈的一些层次上提供安全性和隐私机制,确保无线技术所需的强壮性和对用户的透明度。
4 技术应用与展望
4.1 MBOA的UWB通用平台
由于IEEE802.15.3a标准出现僵局,MBOA于2004年初成立了特别兴趣小组,着手制订和推广自己的物理层和MAC层规范,力争成为全球事实标准。2004年5月,WiMedia联盟和1394联盟与MBOA联合,使得MBOA的物理层和MAC层规范可广泛支持各种应用层业务,成为UWB标准通用平台,如图4所示,它可支持无线USB、无线1394、通用即插即用(UPNP)、IP等多种应用。物理层规范具备了480 Mbit/s的空中解码能力,可进一步升级,支持无线数字显示接口(DVI)和高清晰媒体接口(HDMI)以及Gbit/s速率的数据传输。