信号带宽及传输功率
与DS-UWB相比,有两个基本原因使得信号带宽上的差别导致802.11a/g/n系统对传输功率有更高的要求。其一是由于在一个相对狭窄的无线电信道中,通过调制而获得较高的数据转输速率;第二,是由于多信道中射频传播的基本物理特性。调制格式描述了如何将数据编码为一个射频信号,用于无线介质中的传输。
对于802.11a/g系统来说,在一个17 MHz带宽的射频信道中要想获得54 Mbps的数据速率,要求使用“high-order调制”方式来取得较高的光谱效率。特别是802.11a/g (和 11n)使用64-QAM来将6个数位绘制进每一个传输符号中(802.11a/g将此64-QAM 与 OFDM结合起来,其意图大致相同)。当引入用来进行正向纠错 (forward-error-correction,FEC)的带宽消耗与OFDM之向导讯号及前缀,802.11a/g 为每一个所占用的频谱Hertz 获得了大约每秒3.3 数位。通过利用64- QAM取得这种更高的频谱效率,其成本在于接收器需求有一个更强的SNR以便在相同水平的错误率性能上对信号进行解调(相对于作为底限的BPSK 或QPSK系统而言)。新近推出的802.11n技术也同样在其最高数据速率方面使用64-QAM,但添加了更为成熟的技术,以便通过多天线技术来取得更好的频谱效率。
DS-UWB运营环境与802.11a/g 或801.11n 技术有所不同。由于能够获得较宽的带宽,DS-UWB 使用 BPSK来提供功率系数的解调。两项技术之间一个简单的比较就是在BPSK 和64-QAM 存在的功效方面的差异。针对这两种调制格式,BPSK在接收器所需要的Eb/N0是9.6 dB,速率为 10-5 bit-error-rate (BER),而64-QAM在同样的BER上可以获得高出10 dB的水平。需要注意的是:这些数字是用来描述在纯AWGN通道中非加码技术的运行状态,但基本结果是high order调制方式要求更高的传输功率从而在接收器上提供相同的BER。在现实操作系统中,还有许多其它的因素影响着接收器SNR的需求,包括使用成熟的FEC。对实际操作系统需求具有影响的一个关键性环境因素就是多通道传播功效。
信号带宽对复杂性和功耗的作用
我们知道,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信号的高峰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(-10 dBm) 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对多通道衰减进行补偿。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减的影响较小。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。
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