DS-UWB: 高速率应用的无线连接

3 信号带宽对复杂性和功耗的作用

　　窄带系统需要有较高的传输功率,来支持接收器对SNR更高的要求,因为不同的调制方式要求较高的调制和多通道衰件。对于OFDM,较高传输功率的影响与OFDM信号的高蜂值和平均值的比率混杂在一起,因为后者要求有一个低功耗的功率放大器。例如,一个50 mW传输功率的输出也许会要求有几百到 500 mW 的总功耗,以达到较好的系统性能所需要线性。而相反的是,任何一个DS-UWB系统都不需要PA,因为较小的传输功率(-10dBm) 可以直接通过RF ASIC来驱动。

　　不同的信号带宽对系统的复杂性和功耗还具有其他影响,因为信号处理要求方面存在差异。

　　· 模拟到数字的转换器: DS-UWB 接收器可以在高速率(1.35GHz )上使用低解析度 (如: 3 位)的 ADCs,来模拟宽带信号。802.11 OFDM系统在较低的速率(在80MHz上9位)上使用高解析度的 ADCs来支持64-QAM的解调。

　　· 前向差错纠正: 两种方式都采用卷积编码(convolutional code)来纠正传输中产生数位错误。802.11a/g/n利用更高复杂性的 FEC对多通道衰件进行补偿。DS-UWB编码可以降低解码的复杂性(低2～8倍),因为编码的性能在超宽带运行状态下受到的多信道衰件的影响较小。当设备达到500Mbps或DS-UWB中更高的速率或实施802.11n时,这一差异更加明显。

　　当我们在考虑将DS-UWB 或802.11n提升到更高的速率来满足未来的应用而产生 的其他作用时,我们有必要了解 如何通过增加符号速率(缩短符号长度)来将DS-UWB提升到更高的速率,如1Gbps。大多数的接收器数字处理复杂性(斜度化合,符号均等,FEC解码等)与数据速率呈线性增加。对均衡器长度的要求可以随着符号长度的减少而有所增加,但在最高数据速率模式下以较小的范围提升延迟传播时,此作用会被化解。

　　目前关于将 802.11系统升级到802.11n中的更高速率(500Mbps或更高)的建议是基于64-QAM的继续使用。通过MIMO技术(多重输入输出)我们可以提升到较高的速率,因为它利用多天线在无线频道中平行发送多数据流。对此,处理的复杂性也随之增加((FEC 解码, FFT/iFFT, 均衡等)。由于要求高达4个传输/接收处理链(多个 ADC/DAC,过滤器, 放大器等),复杂性和功耗也将有所增加。

　　当我们对这两种技术进行高速率、低功耗应用等方面的评估时,我们发现系统的带宽在很多领域具有较大影响。由于窄带设计被 扩展到更高的速率,那么利用high order调制和多天线技术可以提供扩展的较强性能,但也可能会导致更大的复杂性和功耗。那些利用宽带的系统,如 DS-UWB, 可以采用完全不同的设计手段提供无线连接解决方案,获得更高的速率,更具有可扩展性和低复杂性。

参考文献

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