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無線傳輸數(shù)據(jù)率達11MBps的若干擴頻調(diào)制技術(shù)比較


如何提高無線數(shù)據(jù)傳輸率是無線數(shù)據(jù)傳輸應用的焦點。擴頻通信在發(fā)送端輸入的信息先經(jīng)調(diào)制形成數(shù)字信號,然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜。展寬后的信號經(jīng)調(diào)制后發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號,變頻至中頻,然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴,再經(jīng)解調(diào)、恢復成原始信息輸出。

下面討論幾種擴頻調(diào)制技術(shù)的比較,它們包括:

  1. 多元正交鍵控(MOK),它是一種軟擴頻技術(shù),采用編碼方法完成擴頻,將用到Walsh函數(shù);

  2. 循環(huán)碼移位鍵控(CCSK);

  3. 脈沖定位調(diào)制(PPM);

  4. M-QAM;

  5. 正交碼分復用(OCDM);

  6. 正交頻分復用(OFDM)。

MOK的功效最高,且頻譜與802.11的DSSS頻譜相似。它的多徑效應相對于信噪比(SNR)可以忽略不記,但為了避免Wal0CW調(diào)制,它需要一個保護序列,另外它要求相干處理。這種調(diào)制方案的實現(xiàn)有一定的復雜度。

CCSK調(diào)制由于調(diào)制信號不是正交的,因而沒有MOK那么高的功效,它易受長距離多徑效應的影響,但是這種調(diào)制可以用最少的硬件實現(xiàn)。

PPM利用時移符號轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),通常,時移是碼片周期的增量,所以每個符號可以用11個碼片表示,8個時移可以用3個二進制位編碼,對于一個以上的位可以通過相位調(diào)制符號來實現(xiàn)。使用同步獨立的I信道和Q信道,可以將每個符號代表的位數(shù)提高到8。

QAM對失真很敏感,所以需要一個平衡調(diào)制器,而且信噪差一些,其幅度調(diào)制度較高。

OCDM的AM調(diào)制度比較大,但信噪比較高,其頻譜與DSSS相似,復雜度與MOK相當,但可能存在FCC認證問題。

OFDM調(diào)制是把一個高速的數(shù)據(jù)信號分成多個較低速的不同頻帶信號,然后同時并行發(fā)送。這種傳輸方式不但能抗阻多徑干擾和噪音,同時頻帶資源的應用效率也很高,其對噪音和多徑干擾不敏感。但它的調(diào)幅調(diào)制度比較大,這意味需要一個特別的線性功率放大器,由于采用了FFT調(diào)制方式,因而實現(xiàn)起來比較復雜,將提高成本增加功耗。但它的頻譜及功率效率較好。可以使用差分非相干處理。

以上幾種調(diào)制方式都各有優(yōu)缺點,如果采用以上調(diào)制的混合方式,在技術(shù)上進行折衷而使其優(yōu)勢互補,則可以滿足高要求的抗干擾指標。對這樣一種方案的標準定義應該是:

  1. 達到10MBps以上的傳輸速率并向后兼容802.11;

  2. 利用ISM受限制的帶寬,把單位HZ的位數(shù)******化,且最少至少需要3個信道;

  3. 滿足FCC對ISM帶寬的要求;

  4. 能與現(xiàn)有的1&2MHZS設(shè)備混用。

從技術(shù)方法考慮要滿足以下幾個條件:

  1. 使用現(xiàn)有的802.11無線部分的RF和IF電路;

  2. 利用MOK/PSK調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)4至8位/字符;

  3. 把字符速率提高到1.375MSps;

  4. 使用CRC16的最后一位作為相干解調(diào)的絕對相位參考;

  5. 可以通過天線分集或信道失真糾錯改善性能。

這樣可以獲得一個如圖1所示綜合了MOK、CCSK等幾種調(diào)制的解決方案,從而實現(xiàn)11MBps的高速傳輸數(shù)據(jù)率,并具備優(yōu)異的性能。

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