《電子技術(shù)應(yīng)用》
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新型60 GHz毫米波通信系統(tǒng)的有效性與可靠性分析
來(lái)源:微型機(jī)與應(yīng)用2013年第22期
宋 磊,徐家品
(四川大學(xué) 電子信息學(xué)院,四川 成都610000)
摘要: 為了找出新型的歸零基帶脈沖OOK(二進(jìn)制啟閉鍵控)/DAMI(雙交替符號(hào)倒置)調(diào)制體制60 GHz毫米波通信系統(tǒng)的有效性與可靠性能達(dá)到最佳的條件,對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行分析,據(jù)此建立模型,并通過(guò)公式推導(dǎo)進(jìn)行信道容量的分析,最后根據(jù)仿真找出影響系統(tǒng)有效性和可靠性的因素,得出結(jié)論:在信噪比大于10 dB并且最大通信距離小于40 m時(shí),最大信道容量能夠達(dá)到5 Gb/s。
Abstract:
Key words :

摘  要: 為了找出新型的歸零基帶脈沖OOK(二進(jìn)制啟閉鍵控)/DAMI(雙交替符號(hào)倒置)調(diào)制體制60 GHz毫米波通信系統(tǒng)有效性可靠性能達(dá)到最佳的條件,對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行分析,據(jù)此建立模型,并通過(guò)公式推導(dǎo)進(jìn)行信道容量的分析,最后根據(jù)仿真找出影響系統(tǒng)有效性和可靠性的因素,得出結(jié)論:在信噪比大于10 dB并且最大通信距離小于40 m時(shí),最大信道容量能夠達(dá)到5 Gb/s。
關(guān)鍵詞: 60 GHz;毫米波通信系統(tǒng);有效性;可靠性

    新型的歸零基帶脈沖OOK/DAMI調(diào)制體制60 GHz毫米波通信系統(tǒng)是一種新型的通信系統(tǒng),研究的是影響系統(tǒng)有效性和可靠性的條件,即是通信距離和最大信道容量以及信噪比之間的關(guān)系,以此來(lái)證實(shí)該系統(tǒng)在什么條件下能夠適用于未來(lái)的應(yīng)用需求[1]。
1 模型分析及最大數(shù)據(jù)傳輸速率分析
1.1 系統(tǒng)特點(diǎn)及研究方向

    系統(tǒng)有著抗干擾能力強(qiáng)但傳輸距離短,適合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信但不具備穿墻的特點(diǎn)。本文中最大數(shù)據(jù)傳輸速率即系統(tǒng)短距離的最大數(shù)據(jù)傳輸速率,也即系統(tǒng)的信道容量,其與系統(tǒng)的有效性和可靠性有著密切的關(guān)系[2-4]。
1.2 系統(tǒng)關(guān)系模型與最大數(shù)據(jù)傳輸速率
1.2.1 調(diào)制方式

    調(diào)制方式的確定對(duì)于信號(hào)傳輸?shù)挠行院涂煽啃跃哂泻艽蟮挠绊?。系統(tǒng)采用歸零基帶脈沖OOK/DAMI體制,通過(guò)OOK形成單極性歸零基帶脈沖。DAMI是OOK的升級(jí)版,它形成的是雙極性歸零基帶脈沖。系統(tǒng)適用于短距離傳輸,模型建立在室內(nèi),不需要太過(guò)復(fù)雜的調(diào)制方式[5-6]。且在短距離傳輸當(dāng)中,外界干擾基本達(dá)不到需要更復(fù)雜調(diào)制方式的程度,因此設(shè)立OOK/DAMI調(diào)制方式。
1.2.2 關(guān)系模型及系統(tǒng)最大數(shù)據(jù)傳輸速率分析
    歸零基帶脈沖OOK/DAMI體制的最大數(shù)據(jù)傳輸速率在調(diào)制方式確定以后,主要取決于脈沖寬度的最小可能值以及發(fā)射功率。脈沖寬度越小則碼間串?dāng)_越少,能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)傳輸速率也就越大;而發(fā)射功率越大,則信號(hào)抗干擾能力越強(qiáng),傳輸距離越遠(yuǎn)。
2 系統(tǒng)性能及容量分析
2.1 信道分析
2.1.1 信道的確定

    由于60 GHz脈沖通信系統(tǒng)是直接發(fā)射基帶歸零脈沖來(lái)進(jìn)行通信的,因此在分析信道容量時(shí)采用的是離散輸入、連續(xù)輸出的容量分析方法,即離散輸入、連續(xù)輸出的信道。


 


    可看出,系統(tǒng)在100 m處的傳輸數(shù)據(jù)速率為2.5 Gb/s,而在1 km處則減少到25 Mb/s。這更好地說(shuō)明了,系統(tǒng)只適合短距離傳輸,并且在有效距離范圍內(nèi)傳輸可靠性較高。
    本文主要對(duì)歸零基帶脈沖OOK/DAMI體制的毫米波通信系統(tǒng)的最大信道容量、有效性和可靠性進(jìn)行分析,得出結(jié)論:系統(tǒng)在信噪比SNR≥10 dB,并且最大通信距離d≤40 m時(shí),能夠達(dá)到最大信道容量5 Gb/s。而信噪比的降低,或者傳輸距離的增加,都會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)的信道容量降低,因此系統(tǒng)適合短距離傳輸。并且在SNR≥10 dB、d≤40 m時(shí),有著極大的有效性。系統(tǒng)是在近距離傳輸,又是60 GHz高頻毫米波通信,可以說(shuō)多徑損耗和多徑干擾對(duì)于系統(tǒng)通信的影響很低,因此系統(tǒng)的可靠性相當(dāng)?shù)母摺?br />     由此可知,歸零基帶脈沖OOK/DAMI體制的毫米波通信系統(tǒng)對(duì)于短距離,特別是室內(nèi)傳輸,具有很高的有效性和可靠性,并且系統(tǒng)創(chuàng)新地采用簡(jiǎn)單可靠的調(diào)制方式,具有架設(shè)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1] PROAKIS J G著.數(shù)字通信(第4版)[M].張力軍,等譯. 北京:電子工業(yè)出版社,2009.
[2] CRAMER R J M,SCHOLTZ R A,WIN M Z.Evaluation of  an ultrawide-band propagation channel[J].IEEE Trans on  Antennas Propagation,2002,50(5):561-570.
[3] CASSIOLI D,WIN M Z,MOLISCH A R.A statistical model  for the UWB indoor channel[C].Vehicular Technology Conference,Israel:IEEE,2001.
[4] Zhang Hao,Liu Jian,Chen Wei.On the capacity of 60 GHz  wireless communications over AWGN channels[C].ISAPE 2008-The 8th International Symposium on Antennas,Propagation and EM Theory Proceedings,2008.
[5] FOERSTER J R,MOLISCH A.A channel model for ultra wideband indoor communication[DB/OL].http://www.merl. com/publications/TR2003-0731.
[6] CASSIOLI D,WIN M Z,MOLISCH A R.A statistical model for the UWB indoor channel[C].Vehicular Technology Conference,Israel:IEEE,2001.
[7] 呂婷婷. TH-PPM超寬帶系統(tǒng)室內(nèi)信道下性能及容量分析[D].青島:中國(guó)海洋大學(xué),2009.
[8] DANIELS R C,HEATH R W.60 GHz wireless communications:emerging requirements and design recommendations[C]. IEEE Vehicular Technology Magazine,2007.
[9] IEEE Std 802.15.3cTM-2009,IEEE-SA Standards Board.LAN/MAN standards committeeof the IEEE computer society [S].2009.
[10] HIDAYAT R,MIYANAGA Y.IR-UWB pulse position modulation and pulse shape modulation through S-V channel model[C].2010 Second International Conference on  Communication Software and Networks,2010.

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