'

Сверхширокополосная технология для беспроводных сетей (UWB)

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Сверхширокополосная технология для беспроводных сетей (UWB) Михаил Лях Инженер-исследователь Intel Нижний Новгород 28 апреля 2004 г. Copyright © 2004 Intel Corporation. Intel и логотип Intel являются торговыми марками или зарегистрированными торговыми марками корпорации Intel или ее дочерних компаний в США и других странах. *Другие названия могут быть объявлены собственностью их владельцев.


Слайд 1

2 Последние достижения СШТ для беспроводных сетей и обновление предложения от MBOA Вопросы международного регламентирования СШТ Успехи и планы на будущее Аннотация


Слайд 2

Обзор СШТ Многополосные UWB устройства Техническое предложение от MBOA Вопросы ЭМС Хронология развития и следующие шаги План


Слайд 3

Традиционно СШТ основывается на модуляции коротких импульсов, а не непрерывных колебаний Частотная модуляция Импульсная модуляция 3 10 ГГц Частота Сверхширокопо-лосная связь Временная область Частотная область Время 1 0 1 Что такое Сверхширокополосная технология? Обзор СШТ


Слайд 4

Используемый спектр (Предложение FCC NPRM 03-33: убрать минимумы) Три типа использования Системы получения изображения Передвижные радарные системы Коммуникационные и измерительные системы > 500 МГц 2,5 ГГц > 20% относительная ширина полосы Определение СШТ Обзор СШТ


Слайд 5

1,6 1,9 2,4 Bluetooth™, 802.11b Радиотелефоны Микроволновые печи PCS 5 802.11a -41 дБм/МГц Ограничение “FCC Rules, Part 15” Спектр СШТ Частота (ГГц) ЭИИМ 10,6 3,1 Правила FCC о использовании СШТ приняты 14.02.2002 после ~4 лет изучения и открытых дебатов FCC считает текущие правила консервативными Спектральная область СШТ Источник рисунка: Intel research and development Обзор СШТ


Слайд 6

Высокая скорость передачи 7,5 ГГц “свободного спектра” в США “Фоновое” излучение для других служб Электромагнитная совместимость Реализуемость всего устройства на КМОП архитектуре: низкое энергопотребление и себестоимость Мощность передатчика в 100 раз меньше чем у Bluetooth при тех же дальности и скорости передачи Уникальная способность к определению положения приемопередатчика Возможна точность до 1 см Чем вызван интерес к СШТ? СШТ – высокоскоростная, маломощная и дешевая беспроводная связь Graph source Intel research and development Обзор СШТ


Слайд 7

Обзор СШТ Многополосные UWB устройства Техническое предложение от MBOA Вопросы ЭМС Хронология развития и следующие шаги План


Слайд 8

Модуляция импульсного сигнала Генерация быстрыми переключениями для малого времени нарастания Форма импульса (время нарастания, длительность) определяет полосу сигнала Способ модуляции (фаза, амплитуда, позиция импульсов) и частота следования импульсов определяют производительность Спектр FCC вызывает необходимость пересмотра концепции построения UWB радиоустройств Высокий частотный спектр ставит под вопрос традиционные импульсные методы Сложности с созданием высокочастотных компонент на основе современной КМОП технологии Сосуществование с БЛВС стандарта 802.11a на малых расстояниях – серьезная задача Традиционная (импульсная) концепция СШТ Многополосные UWB устройства Необходимы новые подходы к СШ коммуникациям в связи с высоким спектром, отведенным под UWB


Слайд 9

Для совместимости в импульсных системах могут быть использованы фильтры Негибкость Сложность с построением на КМОП Многополосность – новая концепция Деление спектра на меньшие полосы (? 500 МГц) Число и ширина полос, а также центральные частоты, определяются структурой устройства Устройства динамически обнаруживают и избегают использования спектра других систем, улучшая сосуществование Возможна как совместная, так и раздельная модуляция данных по полосам Что дает многополосность? Многополосная концепция является новым подходом к использованию широкого высокочастотного спектра Многополосные UWB устройства


Слайд 10

Многополосная концепция для UWB Источник рисунка: Intel Research & Development Многополосные UWB устройства


Слайд 11

Гибкость Возможность разделить информационные потоки в разных полосах Эффективное использование свободного спектра Масштабируемость Эффективная работа как на высоких, так и на низких скоростях Возможно улучшение производительности в случае выделения новых частотных полос при сохранении обратной совместимости с первоначальными устройствами Обеспечение электромагнитной совместимости Возможность программной настройки и динамического управления отдельными полосами для избежания взаимных помех Гибкость спектра способствует международной ратификации Особенности многополосных систем Много полос – много преимуществ Многополосные UWB устройства


Слайд 12

Обзор СШТ Многополосные UWB устройства Техническое предложение от MBOA Вопросы ЭМС Хронология развития и следующие шаги План


Слайд 13

OFDM – модуляция на многих ортогональных поднесущих ADSL IEEE 802.11a/g; IEEE 802.16a DAB, DTTV Также претендент для 4G, IEEE 802.11n и IEEE 802.20 Ключевые особенности OFDM Спектральная эффективность Внутренняя устойчивость к узкополосным помехам Узкополосная помеха воздействует лишь на отдельные поднесущие Информация с «испорченных» поднесущих может быть восстановлена помехоустойчивыми кодами с прямым исправлением ошибок Выдающаяся устойчивость к многолучевым условиям Циклический префикс сохраняет ортогональность между тонами Эффективно собирается мощность с разных лучей Использование БПФ – эффективное внедрение Основа – OFDM Техническое предложение от MBOA


Слайд 14

Спектр делится на несколько полос по 528 МГц Передача осуществляется с помощью OFDM Сигнал OFDM эффективно формируется блоком ОБПФ/БПФ Ограничение порядка модуляции (КФМ) снижает сложность и требования к точности Данные кодируются сквозь все частотные полосы Используется частотное разнесение Обеспечивается устойчивость к помехам и многолучевости Префикс в 60,6 нс обеспечивает устойчивость к многолучевым искажениям в самых трудных условиях Защитный интервал в 9,5 нс достаточен для переключения полосы Обзор Многополосного OFDM (MB-OFDM) Техническое предложение от MBOA


Слайд 15

Пример блок-схемы структуры передатчика: Типичная, проверенная OFDM-система Преимущества всех известных OFDM-решений в предложении от MBOA MB-OFDM: Структура передатчика Техническое предложение от MBOA


Слайд 16

Пример обязательной и дополнительной скоростей передачи: (возможен широкий диапазон скоростей) * Обязательная скорость, ** Дополнительная скорость Параметры системы MB-OFDM Источник: MBOA, Multi-band OFDM Physical Layer Proposal Техническое предложение от MBOA


Слайд 17

Полосы по 528 МГц объединяются в группы: Спектр делится на 5 групп Группа №1 – обязательная, остальные (№2 – №5) - дополнительные До 4 ЧВК на группу ? поддержка до 18 пиконетов При наличии помех в U-NII диапазоне группа №2 исключается Частотное планирование для MB-OFDM Техническое предложение от MBOA


Слайд 18

В системе MB-OFDM расширение спектра производится за счет: Временного повторения Частотно-временного перемежения Канального кодирования Частотно-временные коды: Множественный доступ Техническое предложение от MBOA


Слайд 19

Дальность действия Дальность действия при пакетной ошибке 8% и 90% вероятности успешного соединения для группы №1 Техническое предложение от MBOA


Слайд 20

Размер кристалла для Mode 1 DEV Технология: 90 нм КМОП (2005) * Площадь компонента Сложность Активное энергопотребление для Mode 1 DEV Техническое предложение от MBOA


Слайд 21

Реализуемость Развитие стандартной КМОП технологии приводит к созданию чипа непосредственным путем OFDM-решения проверены и испытаны в ADSL и 802.11a/g Последующая оптимизация с развитием технологии Улучшение соотношения сложность/энергопотребление с уменьшением размеров вентилей (в соответствии с законом Мура) Аналоговая часть оптимизируется сложнее Сложность MB-OFDM – лучшее решение для UWB Техническое предложение от MBOA


Слайд 22

Обзор СШТ Многополосные UWB устройства Техническое предложение от MBOA Вопросы ЭМС Хронология развития и следующие шаги План


Слайд 23

Краткий обзор текущего состояния Вопросы ЭМС Вопросы, связанные с ЭМС, являются весьма важными для MBOA Участники MBOA предпринимают различные шаги для прояснения вопросов ЭМС Завершено детальное моделирование физического уровня широкополосной ФСС Завершен анализ параметров, влияющих на сосуществование СШТ-устройств и систем ФСС Завершен анализ амплитудного распределения (APD) для MB-OFDM и других СШ систем Завершены измерения воздействия СШ помех на реальный приемник ФСС Включая MB-OFDM, БГШ и импульсные СШТ-системы


Слайд 24

Цели: Измерить уровень помех на приемники спутникового ТВ в полосе 3,7–4,2 ГГц Сравнить воздействие БГШ, MB-OFDM и импульсного СШ сигнала Исследовать порог помехозащищенности Определить требуемое защитное расстояние до тарелки Измерительное оборудование Измерения проводились на радиочастотах, предназначенных для наружных измерений Радиоизмерительный стенд TDK в Остине Измерения проводились с 8 по 18 декабря 2003 года Спутниковый телеприемник был установлен локальным провайдером Размер тарелки выбирался провайдером как типичный для данной местности Цели измерений и оборудование Вопросы ЭМС


Слайд 25

Схема измерительного стенда Вопросы ЭМС


Слайд 26

Амплитудное распределение сигнала MB-OFDM сходно с распределением импульсного сигнала, уже разрешенного FCC США Амплитудное распределение MB-OFDM сигнала при I/(N+Isat) = -3,5; -9,5; -13,5 дБ отличается от БГШ меньше, чем на 1,5 дБ Для узкополосных приемников амплитудное распределение сигнала MB-OFDM практически не отличается от БГШ Амплитудное распределение Источник: MBOA, Interference Comparison Graph source MBOA, Interference Comparison Вопросы ЭМС


Слайд 27

35 МГц, скорость кода 7/8, без перемежителя, Es/(N+Isat)=7,6 дБ Результаты моделирования Источник: MBOA, Multi-band OFDM Physical Layer Proposal Response to no Voters Вопросы ЭМС


Слайд 28

Производительность приемника ФСС (вероятность ошибок, отвечающая увеличению I/(N+Isat) на 1 дБ), код 7/8 Сводка результатов моделирования Table source MBOA, Multi-band OFDM Physical Layer Proposal Response to no Voters Вопросы ЭМС


Слайд 29

Анализ, моделирование и измерения воздействия на системы широкополосной фиксированной спутниковой службы приводят к совпадающим результатам: Сигналам MB-OFDM соответствуют импульсоподобные характеристики, сходные с импульсными сигналами с ЧПИ 3 МГц Помехи, создаваемые сигналами MB-OFDM, оказываются меньшими уровня, разрешенного правилами FCC Различие между воздействием сигнала MB-OFDM белым шумом составляет меньше 1,5 дБ при нормальных условиях работы приемника ФСС Сводка результатов Вопросы ЭМС


Слайд 30

Система MB-OFDM создает меньше помех, чем импульсное радио MBOA готов доказать что не создается вредных помех потенциально страдающим службам Система MB-OFDM предоставляет уникальную возможность точного управления внеполосным излучением Система MB-OFDM обеспечивает гибкость спектра для защиты будущих систем Выводы MB-OFDM не создает вредных помех Вопросы ЭМС


Слайд 31

Обзор СШТ Многополосные UWB устройства Техническое предложение от MBOA Вопросы ЭМС Хронология развития и следующие шаги План


Слайд 32

Первая стандартизи-рованная продукция Спецификации MBOA UWB, v1.0 Все продукты, даты и рисунки предварительны, только в целях планирования и могут быть изменены без уведомления. План промышленного внедрения Хронология развития и следующие шаги 2004 Q3 Q2 Q1 Q4 2005 2H 1H 2006 1H Выход спецификаций других SIG Спецификации Wireless USB, v1.0 Массовое производство Быстрый прогресс UWB


Слайд 33

СШТ – высокоскоростная, маломощная и дешевая беспроводная связь Многополосная система имеет множество преимуществ MB-OFDM лучшее решение для СШ персональных беспроводных сетей MB-OFDM не создает вредных помех UWB – быстро прогрессирующая технология Заключение Заключение


Слайд 34

www.intel.com/technology/utrawideband Альянс многополосного OFDM (MBOA) http://www.multibandofdm.org Предложение от MBOA: http://grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/2003/Jul03/03268r2P802-15_TG3a-Multi-band-CFP-Document.pdf Результаты исследования ЭМС: http://www.multibandofdm.org/papers/15-04-0013-01-003a-c-band-satellite-interference-measurements-tdk-rf-test-range.pdf Дополнительная информация Заключение


Слайд 35


×

HTML:





Ссылка: