迎接移动通信新纪元论文_王思华,成泽旭

迎接移动通信新纪元论文_王思华,成泽旭

天津三星通信技术研究有限公司 天津 300385

摘要:随着信息时代的到来,人们越来越依靠移动通信带来的便利。可以设想不需要多少年,我们将会迎来一个真正的综合性的、宽带域、多功能、可以随时随地满足人们多角度、全方位需求的通信方式。

关键词:移动;通信

一、贝岭科技电源管理攻略

移动终端一方面不断采用更高性能的处理器,需要更强大的电源支持,另一方面小型化的趋势又不断压缩了电池的空间,而消费领域还在不断渴求更长的工作时间,这样人们就对手机的电源管理方案提出了更高要求。

在手机产品中经常用到的电源管理芯片有:LDO、DC/DC转换器、电荷泵、PMU(电源管理集成单元)和电池充电管理以及锂电池保护芯片。上海贝岭股份有限公司技术支持经理颜重光重点就前三类产品的内部结构、使用场合、设计技巧等方面做了详细介绍。

LDO通过对MOSFET电流的控制结合外围电路实现电压转换。LDO线性低压差稳压器是最简单的线性稳压器,它只能把输入电压降为更低的电压,转换效率很低,近似等于输出电压与输入电压的比值,主要使用在输出电压和输入电压差较小的场合。当采用1.5V主电源并需要降压至1.2V,为DSP内核供电时,标准的LDO线性低压差稳压器已无能为力,非常低压差稳压器VLDO提供了理想的解决方案,它的输入电压范围接近1V,其压差低于300mV,输出纹波可低于lmV,与降压型开关稳压器配合使用,作为后稳压器可容易地实现低压差和低纹波电源转换。

LDO的应用象三端稳压一样简单方便,一般在输入、输出端各加一个滤波电容器即可。布线设计要点是考虑如何降低PCB板上的噪音和纹波。颜重光指出,走线是一个技巧加经验的工艺性细活,也是设计产品成功的关键之一,重点是掌握好电流回流的节点选择。

DC/DC转换器通过使用低导通开关和磁存储单元实现电压变换,与线性稳压器相比,它的效率很高,适用于升降压场合。但是由于电感的频率外泄干扰较难避免,应用时对其EMI辐射影响需要仔细衡量。使用时选择开关频率越高,外接的电感器和电容器的尺寸和容量越小。要得到一个运行稳定和低噪音的高频开关稳压器,需要小心安排PCB板的布局结构,同时所有器件必需靠近DC/DC转换器。

电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升,采用电容器来贮存能量。电荷泵是无需电感的,但需要外部电容器工作于较高的频率,因此可使用小型陶瓷电容(1gF),使空间占用最小,使用成本低。电荷泵仅用外部电容即可提供±2倍的输出电压。其损耗主要来自电容器的ESR(等效串联电阻)和内部开关晶体管的RDS(ON)。由于不使用电感,因此其辐射EMI可以忽略。设计时输入端噪声可用一个小型电容滤除,可通过后端片上线性调整器实现输出电压调节,同时要慎重选择电容器的容量和材质,不同的容量和材质对电压的纹波有显著影响。

二、UWB――无处不在的网络

频谱是宝贵的资源,随着无线技术的快速发展及无线业务的极大丰富,剩余的频谱资源更显得弥足珍贵。频谱管理上,当前主要通过权威机构划分不同的频段来为不同的业务专用,这种方法的缺点是频谱利用率低。伴随着新技术的不断出现,共享频谱思想的提出得到了越来越广泛的认同。认知无线电(CR)和UWB就是基于这种频谱共享思想的新技术。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆来自北京邮电大学的周正教授为我们描述了一种未来的通信网络解决方案。其核心网采用基于计算机技术的IP网络,利用了固定网络的丰富带宽资源,终端则融合了移动通信、卫星通信和医疗通信三大部分,各部分均采用了各种无线通信技术,以达到最大的频谱资源利用率。周教授对认知无线电和UWB两种技术做了重点阐述。

UWB无线电技术是直接利用脉宽为纳秒或亚纳秒脉冲做信息载体传输的技术。它的频带极宽,甚至可以达到几GHz,具有高速率、低成本、低功耗、抗干扰能力强的优点。uwB技术主要定位于无线个域网(WPAN)的应用,与同处802.15标准系列的蓝牙、ZigBee相比,它的传输距离较短,传输速度却极高,可应用于高清无线视频传输。但是由于UWB的超宽带特性,它必然会对共享频段内的其它窄带系统产生干扰:并且自身也将受到其它系统在某频段的强干扰。目前,所有针对这个问题的解决方案都是针对UWB系统本身进行优化设计,如寻找一种更优的UWB信号波形,采用能起到抑制干扰作用的相关技术等,但实现起来却是相当困难。

认知无线电技术定义为基于与操作环境的交互、能动态改变发射机参数的无线电,其具有环境感知和传输参数自我修改的功能。它能够在宽频带上可靠地感知频谱环境,探测合法的授权用户(主用户)的出现,能自适应地占用即时可用的本地频谱,同时在整个通信过程中不给主用户带来有害干扰。主要应用于无线区域网(WRAN)的构建中。包括感知、SDR(软件定义无线电)、学习、分析、决策、调节和决策等模块,其中SDR是影响其发展应用的关键模块,但其物理实现却非常困难。

从频谱图可以看出,如果我们将二者结合起来,则正好相互之间可以取长补短,UWB技术采用认知无线电技术可以提高频谱利用的灵活性,避开环境中已存无线电的频带,进而有效抑制窄带干扰,与其它系统更好共存。而认知无线电技术的感知、SDR等模块则可以充分利用UWB的成熟技术来实现。同时还可提升UWB系统的整个性能。例如,UWB在10m范围内有很高的传输速率,受发射功率限制,10m以外传输速率则大大下降。在结合认知无线电技术后,UWB可根据所感知的频谱信息动态地改变传输信道或调整发射功率,增加传输距离,并且不会对其它系统造成有害干扰。从而有效延展了WPAN的使用范围,使我们随时随地处于网络环境中。

由于其廉价和可靠的特性,UWB技术可以方便地构建一个无线传感器网络(wSN),尤其在医疗领域,由于其极小的发射功率,可以将装有UWB通信功能的传感器安装在人体的各个部位,这些传感器再通过一个体外的通信装置传输到移动通信网络中,从而构成一个应用于远程医疗检测的无线人体域网络(WBAN)。

三、基于多径能量窗的接收机设计

CDMA移动通信接收核心技术包括:同步技术、信道估计技术、Rake多径接收与合并技术、信道纠错码解码技术和干扰消除技术。针对这些核心技术,实验室蒋良成教授分别就基于多径能量窗的定时同步技术、基于多径能量窗的定时跟踪技术、基于多径能量窗的信道估计算法、基于多径能量窗的频率同步跟踪方法、基于多径量窗的CDMA综合接收方法与装置,以及联合抗多址干扰与码间干扰技术等专利作了详细讲解。采用这些技术专利构建的接收机芯片结构图其中包含搜索器、信道估计、Rake接收、信道解码、发射机、RF和CPU接口等主要模块。

参考文献

[1]王文博.移动通信原理与应用[M].北京邮电大学出版社,2004.

[2]常永宏.第三代移动通信系统与技术[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[3]谢显忠,等.基于TDD的第四代移动通信技术[M].电子工业出版社,2005.

论文作者:王思华,成泽旭

论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/17

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