无线传输数据率达11MBps的若干扩频调制技术比较

如何提高无线数据传输率是无线数据传输应用的焦点。扩频通信在发送端输入的信息先经调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。展宽后的信号经调制后发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经解调、恢复成原始信息输出。

下面讨论几种扩频调制技术的比较,它们包括:

1. 多元正交键控(MOK),它是一种软扩频技术,采用编码方法完成扩频,将用到Walsh函数；

2. 循环码移位键控(CCSK)；

3. 脉冲定位调制(PPM)；

4. M-QAM；

5. 正交码分复用(OCDM)；

6. 正交频分复用(OFDM)。

MOK的功效最高,且频谱与802.11的DSSS频谱相似。它的多径效应相对于信噪比(SNR)可以忽略不记,但为了避免Wal0CW调制,它需要一个保护序列,另外它要求相干处理。这种调制方案的实现有一定的复杂度。

CCSK调制由于调制信号不是正交的,因而没有MOK那么高的功效,它易受长距离多径效应的影响,但是这种调制可以用最少的硬件实现。

PPM利用时移符号转换数据,通常,时移是码片周期的增量,所以每个符号可以用11个码片表示,8个时移可以用3个二进制位编码,对于一个以上的位可以通过相位调制符号来实现。使用同步独立的I信道和Q信道,可以将每个符号代表的位数提高到8。

QAM对失真很敏感,所以需要一个平衡调制器,而且信噪差一些,其幅度调制度较高。

OCDM的AM调制度比较大,但信噪比较高,其频谱与DSSS相似,复杂度与MOK相当,但可能存在FCC认证问题。

OFDM调制是把一个高速的数据信号分成多个较低速的不同频带信号,然后同时并行发送。这种传输方式不但能抗阻多径干扰和噪音,同时频带资源的应用效率也很高,其对噪音和多径干扰不敏感。但它的调幅调制度比较大,这意味需要一个特别的线性功率放大器,由于采用了FFT调制方式,因而实现起来比较复杂,将提高成本增加功耗。但它的频谱及功率效率较好。可以使用差分非相干处理。

以上几种调制方式都各有优缺点,如果采用以上调制的混合方式,在技术上进行折衷而使其优势互补,则可以满足高要求的抗干扰指标。对这样一种方案的标准定义应该是:

1. 达到10MBps以上的传输速率并向后兼容802.11；

2. 利用ISM受限制的带宽,把单位HZ的位数最大化,且最少至少需要3个信道；

3. 满足FCC对ISM带宽的要求；

4. 能与现有的1&2MHZS设备混用。

从技术方法考虑要满足以下几个条件:

1. 使用现有的802.11无线部分的RF和IF电路；

2. 利用MOK/PSK调制技术实现4至8位/字符；

3. 把字符速率提高到1.375MSps；

4. 使用CRC16的最后一位作为相干解调的绝对相位参考；

5. 可以通过天线分集或信道失真纠错改善性能。

这样可以获得一个如图1所示综合了MOK、CCSK等几种调制的解决方案,从而实现11MBps的高速传输数据率,并具备优异的性能。

提供11MBps传输速率产品的代表性公司是:Intersil公司,；GICOM公司,；美国傲讯公司,；Farallon公司,。