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2020年5月26日星期二
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便携式设备的下一代无线技术

Next Generation Wireless Technology for Portable Devices

CSR公司亚太区副总裁 许俊丰



无线技术产业包含广泛的标准化和专利化的数据传输形式。从消费者的角度来说,这样的数据传输包括移动通话、收听广播、在备有Wi-Fi网络的电脑和笔记本电脑之间共享文件,以及将移动电话或PDA与电脑同步。CSR公司致力于无线混合技术中各种蓝牙和Wi-Fi器件的开发和应用,并集中其专业技术以开发移动电话、笔记本电脑和移动多媒体等便携式设备。

尽管蓝牙和Wi-Fi便携式设备市场处于不同的成熟期,但二者均受到相似因素的驱动,这些因素向CSR公司的工程师提出了极大的技术性挑战。

蓝牙技术已经在全球得到消费者和设备制造商的广泛接受。由于日本、美国和许多欧洲国家立法强制要求驾车人士在行车时采用免提装置,令蓝牙耳机的使用量大增。随着技术的进步,消费者对拥有新款高性能设备的愿望也在不断增加。具有代表性的iPod在全球市场获得成功之后,消费者对外形美观的新产品越来越青睐,并乐意为这些产品掏腰包。

亚洲在全球技术小型化领域中占有绝对优势,更为重要的是,亚洲通过位于日本、台湾、韩国以及中国的强大设计和制造基地,向大众市场推出高性能技术。但是,为了满足消费者对于尺寸更小、功能更多的移动电话的期望,工程师不得不继续开发各种解决方案,这些解决方案的尺寸更小、功耗更低,为产品设计者提供了更多的优势。

图(略)

在发展的过程中,许多公司认为移动设备的融合将是一个重要的市场趋势,移动电话技术、数字摄影技术、IP语音(VoIP)、导航、电子支付以及其他应用都将集成到一个小型便携式设备上。在不影响性能和易用性的前提下,消费者期望这样的融合设备能够提供现有移动产品所具备的所有功能,而无线技术将在这一愿景实现过程中发挥重要作用。

面对未来的发展,CSR公司认为现有的无线技术将得到改进而不是被取代,它将为手机设计者和消费者提供增值和新的应用。


下一代蓝牙

近年,蓝牙技术规范不断发展,成功支持从蓝牙音乐播放器或移动电话中下载高质量的立体声流媒体音乐。GG Telecom等公司已经推出这样的蓝牙立体声手机,这些手机采用CSR公司的BlueCore芯片,该芯片整合了片上DSP,并嵌入式支持MP3和AAC CODECS。这些因素的结合,可以提供低功耗,并于连接音乐源和移动电话的同时,保证不漏接任何电话。

展望未来,CSR公司已确定了设备融合的未来市场发展趋势,并决定通过自己的BlueMedia战略来应付这一趋势。此战略的目的,是通过在BlueCore硬件上整合非蓝牙应用,为手机设计者提供增值。该战略路线的第一款产品曾在2005年9月CSR公司推出第五代BlueCore时被提到,它在BlueCore5芯片上整合了射频无线电。BlueCore5-FM提供与标准BlueCore5芯片同样细小的尺寸,且无须在PCB上另外设置射频无线 电。目前,许多提供射频无线电的移动电话都要求采用有线耳机作为天线。CSR公司打算消除这一要求,并允许用户通过移动电话的无线耳机来收听射频无线电。

然而,在蓝牙设备上增加非蓝牙技术不是改变新一代蓝牙技术的唯一方法。2006年初,CSR公司公开支持WiMedia联盟的超宽带(UWB)技术,蓝牙技术联盟将在蓝牙技术规范中纳入该技术。尽管近年 UWB被反复讨论,但由于缺乏UWB标准以及与其他UWB设备预设的互操作性,UWB并未被广泛采用。通过将UWB纳入蓝牙技术规范,互操作性和共存将更有保障,且用户能够享用更高的短距离数据传输速率——传输能力有望达到200Mb/s至5Gb/s。

超宽带蓝牙提供的更高数据速率将导致大量的新型蓝牙技术细分市场的产生。但针对移动设备市场而言,主要的初步应用将是设备间无线文件传输和信息同步。

增强型数据速率(EDR)蓝牙可提供3Mb/s的数据传输速率,这已经极大地降低了传输单个文件所需的时间。目前,越来越多的音乐播放器配置了整合型硬盘存储器,但是目前无法通过现有的蓝牙链接将60Gb硬盘数据同步化。而超宽带蓝牙却鼓励用户采用无线的方法将更多的数据同步化,因此不必单独购买线缆。移动电话市场当前的发展状况也显示出对超宽带蓝牙的需求。具有照相功能的移动电话从2005年的100万或200万像素发展到500万、600万或更高的像素。这些都要求更多的内存以及更快的方法将图像从手机传输到电脑、多媒体系统或移动电话上。

对于所有的蓝牙设备来说,一旦超宽带蓝牙被纳入蓝牙技术规范,超宽带蓝牙的实施将与现有的蓝牙存在相同的技术难题,其中移动设备的功耗和芯片的尺寸将成为主要的难题。


终端用户的蓝牙应用

终端用户主要的蓝牙应用包括耳机及其配件。另外还包括各种娱乐应用,如MP3、DVD播放器等视频/音频设备的立体声无线耳机,以及PS3和Wii等带无线控制的游戏设备。此外,针对汽车应用的蓝牙开发也是一个极具潜力的领域。过去,只有宝马和奔驰等豪华品牌的汽车上才装置蓝牙设备,而随着GPS的普及,蓝牙设备将逐渐向中/低端汽车转移。


下一代Wi-Fi

就移动设备市场来说,Wi-Fi的普及率仍然相对较低,大部分Wi-Fi功能都是被高端智能电话所采用。导致此现状的原因有很多。

目前移动电话大多采用双芯片模块的Wi-Fi解决方案,它们占用了大量的空间,并需要强大的处理能力,因此加速了手机电池的功耗。消费者不能接受由于增加Wi-Fi连接而对电池使用时间产生的影响,因此,在大众市场的手机上增加Wi-Fi的方法,在商业上是不可行的。同时,也必须考虑到增加额外模块的成本问题。

C SR公司专门为便携式设备设计的UniFi系列单芯片802.11a/b/g和b/g版本,这些设备能够受益于蓝牙之外的Wi-Fi连接。UniFi1-Portable(802.11b/g)采用与BlueCore相同的成功设计原理,前者的功率极低,并且CSP(芯片尺寸封装)版本尺寸为5.8mmx6.4mm,能够轻松地整合到较小的电池供电设备上。

对于CSR公司来说,“下一代”意味着让设计者和制造商更便于采用和整合无线技术,并增加价值和新的应用。为此,该公司推出了各种参考设计,在不存在干扰且不增加材料成本的前提下,将UniFi和BlueCore芯片整合到同一块PCB上。这样,Wi-Fi技术就可以在最适合的应用中被采用,如通过Wi-Fi热点下载音乐到MP3播放器。它还能够为个人区域网(PAN)应用的蓝牙连接提供更好灵活性,例如,一旦通过Wi-Fi连接下载到播放器,立体声流媒体音乐就能传送到耳机。

在移动电话上整合低功率蓝牙和Wi-Fi,使固定移动融合(FMC)能够更快速的实现。用户最终可实现在移动电话通话时,通过蓝牙耳机获得免提功能。当他们在家中接近Wi-Fi接入点或进入热点范围时,通话将从移动网络无缝地转入家中的固定线路IP网络,从而降低用户的通话成本。Wi-Fi连接的这种新型应用将保证主流移动电话对于低功率微型Wi-Fi技术的更高需求。这有望成为嵌入式Wi-Fi技术的一个主要促进因素。


结论

通过无线连接应用的扩展和融合,以及技术本身的发展,蓝牙和Wi-Fi技术市场均具有较高的增长潜力,并且功耗、 材料成本和PCB的尺寸将进一步降低。

将来,消费电子产品将进一步融合,一个耳机就能够满足多种应用。通过不断开发小型、高性能、多功能、低功率的设备,CSR公司对这种技术革新满怀信心。这些设备可提供重要的无线连接,使手持设备更轻便且更具吸引力。

《世界电子元器件》2007.8
         
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