无线应用领域位流到天线的信号发送
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:786
在无线应用中(如移动电话),典型的发送通路尽可能多休用数字处理,这是因为可用很低功率的器件,而且信号性能不随时间和温度变化。图1示出一个无线应用(如移动电话)的典型发送通路,这是一种采用dsp/fpga的方案。在图1中,dac占据主要位置,它是模拟和数字部分之间的接口。此设计也包含一个处理语音的声码器以及可以执行简单web游览器和e-mail程序的硬件。 参照标准的风格设计,无线发射应用(位流到天线)的性能主要是物理和数据链路层的功能。错误检测和更正通常是数据链路的功能。物理层的性能是基于模拟性能指标(如sinad信号对噪声和失真比)基础上的。不同的dac性能可影响sinad性能。 某些处理,如信号滤波、源编码和数据压缩是用编码器、pfga和dsp来执行。在数字域的格编码对于优化干扰环境的误差是实用的,而自乘余弦滤波器可以改善多通路干扰的性能,多通路干扰可导致交互符号干扰(isi)。标准低通和带通滤波器也可在dsp中实现,以改善sinad性能。这些功能用dsp实现具有成本低,而且容易重新编程,而用于不同的发送应用。 新型无线系统 在80年代,廉价的无线模拟电话服务用的技术已变得成熟。在美国是用amps(高级移动电话业务)模拟蜂窝系统实现的。amps用fdma在800mhz频段分配416个信道。每个信道被调频,带宽为30khz。随着技术的改进,蜂窝系统需要较大的容量、控制和可编程性,从而推出d-amps(is-5a和is-136)数字系统。这些系统采用tdma和π/4dqpsk调制,把每30khz频段截断为3个时间间隙来实现适当的位率。数字性能使寻址和声音邮递这样的服务变为可能。为了提供逆向兼容性,d-amps在800mhz频段覆盖有amps。这导致双模电话的激增。在美国,另一个新的角色是个人通信系统(pcs-1900)。pcs的用tdma技术在1.9ghz频段发送的数字系统。信道分配非常类似于gsm。在这种系统中,发送信号分为200khz信道,每个信道可以处理8个用户。 新型数字系统采用多种发送调制方法。有限的可用带宽,迫使设计人员尽可能地提高效率。不同的调制方法达到不同的结果。正交调幅或qam提供两倍的am效能,两个信道在同一时间同一频宽上发送。这两个正交信号通常称之为同相和正交或i和q信道。因为正交性,所以在接收器中可以精确地检测两个信道。 analog devices 公司为qam应用提供双dac家族,可使i和q信道简单的合成。ad9709,9763,9765和9767具在单个并行输入端口交叉存取i和q数据的能力,然后,分路传输此信息到正确的dac输出。这些dac可适用于8位、10位、12位和14位数据。 qpsk(正交相移键控)是qam的变异,在qpsk中发送信号也络保持恒定幅值。这可使性能更强,在发送通路中可以用线性较差的元件,如b类放大器。qpsk的缺点是在qpsk中的符号数与qam相比要受限制,导致qpsk因有的较低位率。 现在广泛采用的一种比较复杂的调制方法是cdma (code dependent multiple access 码从属多址)。在cdma系统中,通常基带信息信号用一个带限伪随机数字位汉调制,有时称之为walsh码或gold码,它在给定的位数(一般为64位)之后重复自己。基作用是调制和基带信号和频率扩展。独立的信道用正交或几乎正交位时序在同一带宽内发送。接收器用相同的扩频代码解调方法可从很多信道中选择一个信道。频率扩展度(解调信号带度)近似等于伪器声时序的位率(通常称之为片率)。标准cdma系统片率为1.25,4和8mchips。 cdma性能难以量化,这涉及到深奥的统计分析。但是,已开发的最大频谱效率的无线接口是有前途的。扩展代码的近似(不是完全)正交性意味着信道之间的干扰不是完全消除。所以,一个强信号可在一个弱信号信道中引起干扰。对于基部和单个用户来说,功率控制是非常重要的。在cdma系统中尽最大的努力来达到不同条件下有相等的功率电平。甚至信道之间风db功率差可导致系统能力大大下降。 总系统性能 根据shannon定则,若系统中的位发送率低于系统带宽的一定比率,则理论上系统可运行在零误码率(ber)。shannon定则要求为特定位发送率的给定系统提供(信噪比)。现代通信网络采用不同的编码方法,使snr限制在几db内,其ber范围为le10~le12。 信号链路中的不同元件对snr和sinad的影响是不同的。通常,发送信号链路的设计是从具有特定性能的天线开始。根据每个信号链路元件的性能设想,可以估算连路中每个部分的误差预算。 信号链路
在无线应用中(如移动电话),典型的发送通路尽可能多休用数字处理,这是因为可用很低功率的器件,而且信号性能不随时间和温度变化。图1示出一个无线应用(如移动电话)的典型发送通路,这是一种采用dsp/fpga的方案。在图1中,dac占据主要位置,它是模拟和数字部分之间的接口。此设计也包含一个处理语音的声码器以及可以执行简单web游览器和e-mail程序的硬件。 参照标准的风格设计,无线发射应用(位流到天线)的性能主要是物理和数据链路层的功能。错误检测和更正通常是数据链路的功能。物理层的性能是基于模拟性能指标(如sinad信号对噪声和失真比)基础上的。不同的dac性能可影响sinad性能。 某些处理,如信号滤波、源编码和数据压缩是用编码器、pfga和dsp来执行。在数字域的格编码对于优化干扰环境的误差是实用的,而自乘余弦滤波器可以改善多通路干扰的性能,多通路干扰可导致交互符号干扰(isi)。标准低通和带通滤波器也可在dsp中实现,以改善sinad性能。这些功能用dsp实现具有成本低,而且容易重新编程,而用于不同的发送应用。 新型无线系统 在80年代,廉价的无线模拟电话服务用的技术已变得成熟。在美国是用amps(高级移动电话业务)模拟蜂窝系统实现的。amps用fdma在800mhz频段分配416个信道。每个信道被调频,带宽为30khz。随着技术的改进,蜂窝系统需要较大的容量、控制和可编程性,从而推出d-amps(is-5a和is-136)数字系统。这些系统采用tdma和π/4dqpsk调制,把每30khz频段截断为3个时间间隙来实现适当的位率。数字性能使寻址和声音邮递这样的服务变为可能。为了提供逆向兼容性,d-amps在800mhz频段覆盖有amps。这导致双模电话的激增。在美国,另一个新的角色是个人通信系统(pcs-1900)。pcs的用tdma技术在1.9ghz频段发送的数字系统。信道分配非常类似于gsm。在这种系统中,发送信号分为200khz信道,每个信道可以处理8个用户。 新型数字系统采用多种发送调制方法。有限的可用带宽,迫使设计人员尽可能地提高效率。不同的调制方法达到不同的结果。正交调幅或qam提供两倍的am效能,两个信道在同一时间同一频宽上发送。这两个正交信号通常称之为同相和正交或i和q信道。因为正交性,所以在接收器中可以精确地检测两个信道。 analog devices 公司为qam应用提供双dac家族,可使i和q信道简单的合成。ad9709,9763,9765和9767具在单个并行输入端口交叉存取i和q数据的能力,然后,分路传输此信息到正确的dac输出。这些dac可适用于8位、10位、12位和14位数据。 qpsk(正交相移键控)是qam的变异,在qpsk中发送信号也络保持恒定幅值。这可使性能更强,在发送通路中可以用线性较差的元件,如b类放大器。qpsk的缺点是在qpsk中的符号数与qam相比要受限制,导致qpsk因有的较低位率。 现在广泛采用的一种比较复杂的调制方法是cdma (code dependent multiple access 码从属多址)。在cdma系统中,通常基带信息信号用一个带限伪随机数字位汉调制,有时称之为walsh码或gold码,它在给定的位数(一般为64位)之后重复自己。基作用是调制和基带信号和频率扩展。独立的信道用正交或几乎正交位时序在同一带宽内发送。接收器用相同的扩频代码解调方法可从很多信道中选择一个信道。频率扩展度(解调信号带度)近似等于伪器声时序的位率(通常称之为片率)。标准cdma系统片率为1.25,4和8mchips。 cdma性能难以量化,这涉及到深奥的统计分析。但是,已开发的最大频谱效率的无线接口是有前途的。扩展代码的近似(不是完全)正交性意味着信道之间的干扰不是完全消除。所以,一个强信号可在一个弱信号信道中引起干扰。对于基部和单个用户来说,功率控制是非常重要的。在cdma系统中尽最大的努力来达到不同条件下有相等的功率电平。甚至信道之间风db功率差可导致系统能力大大下降。 总系统性能 根据shannon定则,若系统中的位发送率低于系统带宽的一定比率,则理论上系统可运行在零误码率(ber)。shannon定则要求为特定位发送率的给定系统提供(信噪比)。现代通信网络采用不同的编码方法,使snr限制在几db内,其ber范围为le10~le12。 信号链路中的不同元件对snr和sinad的影响是不同的。通常,发送信号链路的设计是从具有特定性能的天线开始。根据每个信号链路元件的性能设想,可以估算连路中每个部分的误差预算。 信号链路