蓝牙与WUSB联袂实现完美的UWB连接

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  随着人们对便携式数字媒体设备的消费需求不断增长,以及这些设备存储能力的大幅度提高,连接问题也变得日益突出。越来越多的用户需要在各种设备之间传输文件,如:从手机到膝上型电脑、从PC到MP3 播放器,乃至从数码相机到手机等,不胜枚举。仅仅拥有一大堆数字设备已经远远不够,当今的用户还要求它们能够“融洽相处”。技术爱好者可能会由此联想到梅特卡夫定律:网络的价值与网络中能够相互通信的节点数的平方成正比。

  对于无线手持终端制造商来说,新的连接需求既提出了挑战又带来了商机。首要挑战是找到一种速度足够快的手机间数据传输方式,以便在合理的时间内传输大型音乐及视频文件,同时仍然保持其手机之间的语音通信质量。同时,创造出一个将手机同无缝个人域网有机组合的新模式也会给无线手持终端制造商带来巨大商机。

  在过去几年中,蓝牙技术成为了市场中最主要的短距离无线技术。这种技术主要用作手持终端之间的链接,不过越来越多的PC、MP3播放器以及数码相机也在采用这种技术。

  不过,众所周知,在蓝牙技术处于开发阶段时,手机内存与数据存储能力还比较低,而且不具备捕获静止图像和视频剪辑的能力。因此,蓝牙的设计并未考虑到在标准尺寸的无线手持终端中集成几十甚至几百兆内存的新技术,它只是用于为语音呼叫以及相对较小的数据文件实现低成本、低功耗、高质量的传输而构建的adhoc网络。即使是采用新 EDR 标准规定的 1~3Mbit/s 最大传输速率,如果要传输最具有更高存储能力的新型手机中所保存的大型文件,蓝牙仍然需要浪费用户很长的时间。

  5月初,由3400多家推广商、关联公司以及成员公司组成的蓝牙特别兴趣小组(Bluetooth SIG) 在克服该技术传输速度局限的战斗中取得一项重大突破。SIG 宣布与无线超宽带 (UWB) 开发商结盟。该项举措得到了 WiMedia 的支持——WiMedia 是最近与多频带 OFDM 联盟 (MBOA) 合并的一个组织,以 TI、Intel、微软、诺基亚、三星及索尼等多家公司为首要的支持者。此次蓝牙 SIG 与 UWB 的联姻意在将蓝牙验证过的应用层及认证程序与 UWB 每秒 200Mbit/s 或更高的传输速率结合起来。

  在宣布结盟消息时,蓝牙SIG也承认在实现蓝牙与UWB “幸福联姻”之前仍然需要解决多个问题,如来自 WLAN、WiMax 与新移动频带的潜在干扰以及 UWB 缺少全球频谱分配等等。不过,大家相信这些问题会很快得到解决。结合蓝牙/UWB 技术的设备随后可以让用户们在手机与其他设备之间轻松而快速地传输文件,消费者们也不必在焦急地等待。

  未来发展

  不过,关键是蓝牙和UWB仍未完全解决实现市场中心的问题。一个显著趋势是个人电脑会成为第一个全面、统一采用UWB 的平台,包括其相关外设。这一点值得大书特书,因为过去 PC 是市场中各种数字设备的主要重心(另一个是手机)。对于正在考虑采用 UWB 的其他市场领域来说,无论蓝牙/UWB 如何美妙,在融入大行其道的台式电脑之前,这对组合仍然会面临边缘化的尴尬。

  对于PC,最近作为PC中高速率、短距离无线连接标准得到广泛支持的 UWB 协议是基于 UWB/WiMedia 的 WUSB (Wireless USB over UWB/WiMedia)。以 USB 2.0的成功(速度高达每秒 480Mbit/s)为基础,能达到相同速率的 WUSB是 PC 中普遍采用的有线 USB 的自然而然发展方向。由于消除了设备之间的线缆和连接器,因而 WUSB 提高了价值。随着各类 USB 连接器(包括标准及专用连接器)不断投入应用,这是一种强大的价值定位。Intel、TI、NEC、飞利浦等厂商为首的 WUSB 推广组织已经承诺将 WiMedia/MBOA 标准用作该应用的基础。

  对于手机制造商与蓝牙SIG来说,WUSB在 PC 中的预期普及速度使它们身陷尴尬境地。一方面,为了满足新的无线硬件的传输速度需求,手机 OEM 厂商希望加入到WUSB 更新换代的潮流中来。而另一方面,主要的手机制造商已经在设计及开发依赖蓝牙技术的手机和应用中投入了大量金钱和时间。他们相信蓝牙是成熟而可依赖的连接解决方案。他们也知道已经有 2.5亿用户在使用内置蓝牙技术的终端设备,而且他们对蓝牙的工作方式及用户界面已是了如指掌。

  新选择

  手机厂商认为WUSB与蓝牙是非此即彼的选择,这种传统的思维方式在很大程度上造就了其今天的尴尬局面。按照这种思维方式,如果我们在手机中集成蓝牙和UWB,我们就可以实现高速连接,同时从 OEM 厂商及消费者对蓝牙技术的投资上获得最大利益。但是,如果在兼容 UWB 的同时选择 WUSB,我们才可以接入更多设备,但其中大部分设备提供的连接解决方案只能以获得高度成功的 USB 的升级产品为基础。

  值得权衡的第三种选择是在单个连接解决方案中整合蓝牙、USB以及UWB,从而同时获得两方面的最大优势。为什么USB 和蓝牙必然是非此即彼的选择呢?为什么不能在手机中同时集成两者,从而以最低的连带成本利用每项技术的独特功能为OEM 厂商及无线用户带来综合利益呢?

  从技术角度来看,这三种解决方案都不难实现。蓝牙可以用作高速(如文件传输)及低速(如耳机至手机的语音信道)传输的应用接口。此外,它还可以用于控制与网络维护任务。实现高速传输的最底层(underlyinglayer)是 WUSB/UWB 组合物理层。利用 WUSB 作为实现基础,根据 PAN 传输的对端设备具有的功能,高速数据传输可以由蓝牙或 WUSB 处理。在低数据速率时能够最有效处理的语音呼叫及特定的数据传输则通过蓝牙进行。

  事实上,对于在保持蓝牙优势、保护蓝牙投资的同时提高数据传输速率这个难题,这种组合方式似乎是一种自然而然的解决方案。蓝牙和WUSB接口都可以与UWB有效配合。如果配置在一起,这两种技术可以共享相同的硬件,两接口获得一个通用的应用层,从而使用户能够获得每一技术的优势。

  对于移动电话消费者来说,这种功能组合可以在各种情况下提供透明连接解决方案。手机消费者可以在车中进行免提通话并享受蓝牙带来的其他功能。而且,无需对技术有任何了解,消费者可以使用同一部手机向PC传输或接收来自PC 的数码照片,与 PC 同步收发电子邮件,或者与不同系列的手机间交换彩铃。

  对于手机OEM厂商来说,这些主要技术的组合可以实现与各种其他设备的连接,同时能够继续利用对蓝牙的现有投资。手机仍然可以向后兼容市场中已经存在的设备,而且可以有效连接耳机等无需高速数据速率的未来产品。同时,还可以与PC 和众多相关数字产品(数码相机、MP3 播放器等)轻松通信。最重要的是,手持终端的连接可以随着连接技术的发展而得到不断提高。OEM 厂商可以在市场中快速投放具有蓝牙功能的新型特色手机以及任何可以用于服务的高速方案。另外,通过采用基于 WUSB 的蓝牙技术,这种方法能够在手机中快速部署 UWB。而在手机中集成 UWB 的其他方法可能需要在标准化及互操作性问题上进行大量的开发工作,因此效率较低。

  即使是在运行WUSB的情况下,蓝牙技术内在的电源管理功能也有助于延长电池使用寿命,因为耗电量比蓝牙更高的WUSB仅在高速传输时启动。用户还可以充分利用蓝牙的卓越功能进行识别,并连接至 PAN 范围内的其他设备。

  PC厂商也可以从蓝牙、WUSB以及UWB 的三方组合中获得利益。开发能够快速连接至包括手机等在内的众多其他设备并能向其高速传输数据的产品才能够为 PC 厂商带来优势。

  基于WUSB的蓝牙可以创造新的用户体验:手机成为随时随地都可以使用的简便设备。用户能够利用蓝牙的卓越功能进行识别,并连接至PAN 范围内的其他设备。如果加入 LAN 和 WAN 功能,蓝牙与 WUSB 的集成就能使手机无缝支持无线 PAN 并且与用作海量信息存储库的 Workhorse 型 PC 进行通信。


----《通信世界》

作者:德州仪器(TI)TamiGaoniFeldman、Danny Kedar、Matt Kurtz、It   

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