無線應(yīng)用領(lǐng)域位流到天線的信號發(fā)送
發(fā)布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數(shù):789
在無線應(yīng)用中(如移動電話),典型的發(fā)送通路盡可能多休用數(shù)字處理,這是因為可用很低功率的器件,而且信號性能不隨時間和溫度變化。圖1示出一個無線應(yīng)用(如移動電話)的典型發(fā)送通路,這是一種采用dsp/fpga的方案。在圖1中,dac占據(jù)主要位置,它是模擬和數(shù)字部分之間的接口。此設(shè)計也包含一個處理語音的聲碼器以及可以執(zhí)行簡單web游覽器和e-mail程序的硬件。 參照標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)格設(shè)計,無線發(fā)射應(yīng)用(位流到天線)的性能主要是物理和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。錯誤檢測和更正通常是數(shù)據(jù)鏈路的功能。物理層的性能是基于模擬性能指標(biāo)(如sinad信號對噪聲和失真比)基礎(chǔ)上的。不同的dac性能可影響sinad性能。 某些處理,如信號濾波、源編碼和數(shù)據(jù)壓縮是用編碼器、pfga和dsp來執(zhí)行。在數(shù)字域的格編碼對于優(yōu)化干擾環(huán)境的誤差是實用的,而自乘余弦濾波器可以改善多通路干擾的性能,多通路干擾可導(dǎo)致交互符號干擾(isi)。標(biāo)準(zhǔn)低通和帶通濾波器也可在dsp中實現(xiàn),以改善sinad性能。這些功能用dsp實現(xiàn)具有成本低,而且容易重新編程,而用于不同的發(fā)送應(yīng)用。 新型無線系統(tǒng) 在80年代,廉價的無線模擬電話服務(wù)用的技術(shù)已變得成熟。在美國是用amps(高級移動電話業(yè)務(wù))模擬蜂窩系統(tǒng)實現(xiàn)的。amps用fdma在800mhz頻段分配416個信道。每個信道被調(diào)頻,帶寬為30khz。隨著技術(shù)的改進(jìn),蜂窩系統(tǒng)需要較大的容量、控制和可編程性,從而推出d-amps(is-5a和is-136)數(shù)字系統(tǒng)。這些系統(tǒng)采用tdma和π/4dqpsk調(diào)制,把每30khz頻段截斷為3個時間間隙來實現(xiàn)適當(dāng)?shù)奈宦。?shù)字性能使尋址和聲音郵遞這樣的服務(wù)變?yōu)榭赡堋榱颂峁┠嫦蚣嫒菪,d-amps在800mhz頻段覆蓋有amps。這導(dǎo)致雙模電話的激增。在美國,另一個新的角色是個人通信系統(tǒng)(pcs-1900)。pcs的用tdma技術(shù)在1.9ghz頻段發(fā)送的數(shù)字系統(tǒng)。信道分配非常類似于gsm。在這種系統(tǒng)中,發(fā)送信號分為200khz信道,每個信道可以處理8個用戶。 新型數(shù)字系統(tǒng)采用多種發(fā)送調(diào)制方法。有限的可用帶寬,迫使設(shè)計人員盡可能地提高效率。不同的調(diào)制方法達(dá)到不同的結(jié)果。正交調(diào)幅或qam提供兩倍的am效能,兩個信道在同一時間同一頻寬上發(fā)送。這兩個正交信號通常稱之為同相和正交或i和q信道。因為正交性,所以在接收器中可以精確地檢測兩個信道。 analog devices 公司為qam應(yīng)用提供雙dac家族,可使i和q信道簡單的合成。ad9709,9763,9765和9767具在單個并行輸入端口交叉存取i和q數(shù)據(jù)的能力,然后,分路傳輸此信息到正確的dac輸出。這些dac可適用于8位、10位、12位和14位數(shù)據(jù)。 qpsk(正交相移鍵控)是qam的變異,在qpsk中發(fā)送信號也絡(luò)保持恒定幅值。這可使性能更強,在發(fā)送通路中可以用線性較差的元件,如b類放大器。qpsk的缺點是在qpsk中的符號數(shù)與qam相比要受限制,導(dǎo)致qpsk因有的較低位率。 現(xiàn)在廣泛采用的一種比較復(fù)雜的調(diào)制方法是cdma (code dependent multiple access 碼從屬多址)。在cdma系統(tǒng)中,通;鶐畔⑿盘栍靡粋帶限偽隨機數(shù)字位漢調(diào)制,有時稱之為walsh碼或gold碼,它在給定的位數(shù)(一般為64位)之后重復(fù)自己;饔檬钦{(diào)制和基帶信號和頻率擴展。獨立的信道用正交或幾乎正交位時序在同一帶寬內(nèi)發(fā)送。接收器用相同的擴頻代碼解調(diào)方法可從很多信道中選擇一個信道。頻率擴展度(解調(diào)信號帶度)近似等于偽器聲時序的位率(通常稱之為片率)。標(biāo)準(zhǔn)cdma系統(tǒng)片率為1.25,4和8mchips。 cdma性能難以量化,這涉及到深奧的統(tǒng)計分析。但是,已開發(fā)的最大頻譜效率的無線接口是有前途的。擴展代碼的近似(不是完全)正交性意味著信道之間的干擾不是完全消除。所以,一個強信號可在一個弱信號信道中引起干擾。對于基部和單個用戶來說,功率控制是非常重要的。在cdma系統(tǒng)中盡最大的努力來達(dá)到不同條件下有相等的功率電平。甚至信道之間風(fēng)db功率差可導(dǎo)致系統(tǒng)能力大大下降。 總系統(tǒng)性能 根據(jù)shannon定則,若系統(tǒng)中的位發(fā)送率低于系統(tǒng)帶寬的一定比率,則理論上系統(tǒng)可運行在零誤碼率(ber)。shannon定則要求為特定位發(fā)送率的給定系統(tǒng)提供(信噪比),F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)采用不同的編碼方法,使snr限制在幾db內(nèi),其ber范圍為le10~le12。 信號鏈路中的不同元件對snr和sinad的影響是不同的。通常,發(fā)送信號鏈路的設(shè)計是從具有特定性能的天線開始。根據(jù)每個信號鏈路元件的性能設(shè)想,可以估算連路中每個部分的誤差預(yù)算。 信號鏈路
在無線應(yīng)用中(如移動電話),典型的發(fā)送通路盡可能多休用數(shù)字處理,這是因為可用很低功率的器件,而且信號性能不隨時間和溫度變化。圖1示出一個無線應(yīng)用(如移動電話)的典型發(fā)送通路,這是一種采用dsp/fpga的方案。在圖1中,dac占據(jù)主要位置,它是模擬和數(shù)字部分之間的接口。此設(shè)計也包含一個處理語音的聲碼器以及可以執(zhí)行簡單web游覽器和e-mail程序的硬件。 參照標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)格設(shè)計,無線發(fā)射應(yīng)用(位流到天線)的性能主要是物理和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。錯誤檢測和更正通常是數(shù)據(jù)鏈路的功能。物理層的性能是基于模擬性能指標(biāo)(如sinad信號對噪聲和失真比)基礎(chǔ)上的。不同的dac性能可影響sinad性能。 某些處理,如信號濾波、源編碼和數(shù)據(jù)壓縮是用編碼器、pfga和dsp來執(zhí)行。在數(shù)字域的格編碼對于優(yōu)化干擾環(huán)境的誤差是實用的,而自乘余弦濾波器可以改善多通路干擾的性能,多通路干擾可導(dǎo)致交互符號干擾(isi)。標(biāo)準(zhǔn)低通和帶通濾波器也可在dsp中實現(xiàn),以改善sinad性能。這些功能用dsp實現(xiàn)具有成本低,而且容易重新編程,而用于不同的發(fā)送應(yīng)用。 新型無線系統(tǒng) 在80年代,廉價的無線模擬電話服務(wù)用的技術(shù)已變得成熟。在美國是用amps(高級移動電話業(yè)務(wù))模擬蜂窩系統(tǒng)實現(xiàn)的。amps用fdma在800mhz頻段分配416個信道。每個信道被調(diào)頻,帶寬為30khz。隨著技術(shù)的改進(jìn),蜂窩系統(tǒng)需要較大的容量、控制和可編程性,從而推出d-amps(is-5a和is-136)數(shù)字系統(tǒng)。這些系統(tǒng)采用tdma和π/4dqpsk調(diào)制,把每30khz頻段截斷為3個時間間隙來實現(xiàn)適當(dāng)?shù)奈宦。?shù)字性能使尋址和聲音郵遞這樣的服務(wù)變?yōu)榭赡。為了提供逆向兼容性,d-amps在800mhz頻段覆蓋有amps。這導(dǎo)致雙模電話的激增。在美國,另一個新的角色是個人通信系統(tǒng)(pcs-1900)。pcs的用tdma技術(shù)在1.9ghz頻段發(fā)送的數(shù)字系統(tǒng)。信道分配非常類似于gsm。在這種系統(tǒng)中,發(fā)送信號分為200khz信道,每個信道可以處理8個用戶。 新型數(shù)字系統(tǒng)采用多種發(fā)送調(diào)制方法。有限的可用帶寬,迫使設(shè)計人員盡可能地提高效率。不同的調(diào)制方法達(dá)到不同的結(jié)果。正交調(diào)幅或qam提供兩倍的am效能,兩個信道在同一時間同一頻寬上發(fā)送。這兩個正交信號通常稱之為同相和正交或i和q信道。因為正交性,所以在接收器中可以精確地檢測兩個信道。 analog devices 公司為qam應(yīng)用提供雙dac家族,可使i和q信道簡單的合成。ad9709,9763,9765和9767具在單個并行輸入端口交叉存取i和q數(shù)據(jù)的能力,然后,分路傳輸此信息到正確的dac輸出。這些dac可適用于8位、10位、12位和14位數(shù)據(jù)。 qpsk(正交相移鍵控)是qam的變異,在qpsk中發(fā)送信號也絡(luò)保持恒定幅值。這可使性能更強,在發(fā)送通路中可以用線性較差的元件,如b類放大器。qpsk的缺點是在qpsk中的符號數(shù)與qam相比要受限制,導(dǎo)致qpsk因有的較低位率。 現(xiàn)在廣泛采用的一種比較復(fù)雜的調(diào)制方法是cdma (code dependent multiple access 碼從屬多址)。在cdma系統(tǒng)中,通;鶐畔⑿盘栍靡粋帶限偽隨機數(shù)字位漢調(diào)制,有時稱之為walsh碼或gold碼,它在給定的位數(shù)(一般為64位)之后重復(fù)自己;饔檬钦{(diào)制和基帶信號和頻率擴展。獨立的信道用正交或幾乎正交位時序在同一帶寬內(nèi)發(fā)送。接收器用相同的擴頻代碼解調(diào)方法可從很多信道中選擇一個信道。頻率擴展度(解調(diào)信號帶度)近似等于偽器聲時序的位率(通常稱之為片率)。標(biāo)準(zhǔn)cdma系統(tǒng)片率為1.25,4和8mchips。 cdma性能難以量化,這涉及到深奧的統(tǒng)計分析。但是,已開發(fā)的最大頻譜效率的無線接口是有前途的。擴展代碼的近似(不是完全)正交性意味著信道之間的干擾不是完全消除。所以,一個強信號可在一個弱信號信道中引起干擾。對于基部和單個用戶來說,功率控制是非常重要的。在cdma系統(tǒng)中盡最大的努力來達(dá)到不同條件下有相等的功率電平。甚至信道之間風(fēng)db功率差可導(dǎo)致系統(tǒng)能力大大下降。 總系統(tǒng)性能 根據(jù)shannon定則,若系統(tǒng)中的位發(fā)送率低于系統(tǒng)帶寬的一定比率,則理論上系統(tǒng)可運行在零誤碼率(ber)。shannon定則要求為特定位發(fā)送率的給定系統(tǒng)提供(信噪比)。現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)采用不同的編碼方法,使snr限制在幾db內(nèi),其ber范圍為le10~le12。 信號鏈路中的不同元件對snr和sinad的影響是不同的。通常,發(fā)送信號鏈路的設(shè)計是從具有特定性能的天線開始。根據(jù)每個信號鏈路元件的性能設(shè)想,可以估算連路中每個部分的誤差預(yù)算。 信號鏈路
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