ITEM METADATA RECORD
Title: Continuous Phase Modulation for 60 GHz High-Rate Communications (Continue-fasemodulatie voor 60 GHz hoog-debiet communicatie)
Other Titles: Continuous Phase Modulation for 60 GHz High-Rate Communications
Authors: Van Thillo, Wim; M0120375
Issue Date: 18-Jan-2010
Abstract: We zijn getuige van een explosieve groei in de vraag naar draadloze conn ectiviteit. Korte-afstand draadloze verbindingen zullen weldra bitsnelhe den van meerdere gigabits per seconde moeten ondersteunen om aan deze vr aag te blijven voldoen. Frequenties beneden 10 GHz geraken echter compleet volzet. Daarom moet d e bandbreedte voor deze snelle verbindingen gezocht worden bij hogere fr equenties. Internationale regulering heeft een band bij 60 GHz van meerd ere GHz breed toegewezen aan dit soort toepassingen. Communicatie bij 60 GHz heeft zowel voor- als nadelen. Het voornaamste v oordeel is de massieve, wereldwijd beschikbare bandbreedte. Bovendien la at het korte bereik van 60 GHz signalen frequentiehergebruik over korte afstanden toe. Daarnaast is de multipad-omgeving minder agressief dan bi j lagere frequenties. De analoge componenten kunnen tenslotte sterk gemi niaturiseerd worden aangezien de golflengte van 60 GHz signalen in de vr ije ruimte slechts 5 mm bedraagt. Hiertegenover staan echter belangrijke nadelen. Ten eerste impliceert he t hoge padverlies dat het vermogenbudget zeer krap kan worden. Ten tweed e worden zeer uitdagende vereisten opgelegd aan de analoge componenten. Analoog-digitaal convertoren die bemonsteringssnelheden van meerdere gig asamples per seconde aankunnen, zijn bijvoorbeeld nodig om de enorme ban dbreedte te kunnen benutten. De niet-idealiteiten van de analoge front e nd hebben tenslotte een grotere invloed dan bij lagere frequenties. Naast deze nadelen moeten ook kostenoverwegingen in rekening gebracht wo rden. Consumentenelektronica is immers de meest interessante markt voor 60 GHz op dit ogenblik. De chips die de draadloze functionaliteit onders teunen moeten dus goedkoop zijn. Dit zal onvermijdelijk resulteren in st erk niet-ideale analoge componenten. De beschikbare rekenkracht in de di gitale basisband zal ook beperkt zijn. Een modulatietechniek voor 60 GHz communicatie moet daarom optimaal gebr uik maken van het beschikbare vermogen, moet robuust zijn tegen front en d niet-idealiteiten, en mag geen hoge rekenkracht vereisen aangezien dit zowel de kost als het vermogenverbruik de hoogte in zou jagen. In deze doctoraatsverhandeling ontwikkelen we oplossingen om aan deze strenge on twerpeisen tegemoet te komen. Vooreerst stellen we continue-fasemodulatie, in de vakliteratuur bekend als continuous phase modulation (CPM), voor als een aantrekkelijke modulatietechniek voor 60 GHz communicatie. CPM golfvormen hebben inder daad een perfect constante omhullende. Daarom kunnen ze versterkt worden met zeer efficiënte, niet-lineaire vermogensversterkers. We tonen ook a an dat CPM robuust is tegen de belangrijkste 60 GHz front end niet-ideal iteiten. Bovendien combineert CPM aantrekkelijke spectrale eigenschappen met goede foutperformantie. Deze voordelen maakten CPM schema¬ís de opti male keuze voor de GSM en Bluetooth standaarden. Wij stellen dat ze CPM ook bijzonder geschikt maken voor een 60 GHz omgeving. CPM is echter een niet-lineaire modulatietechniek. Bijgevolg is het wisk undig minder handelbaar. In deze tekst ontwikkelen we daarom een nieuw l inear model dat toelaat om eender welk blokgebaseerd CPM schema op een w iskundig transparante en éénduidige manier te beschrijven. Dit model kan dan gebruikt worden om systematisch signaalverwerkingstechnieken te ont wikkelen voor CPM. Deze technieken die we ontwikkelen, hebben voornamelijk betrekking op fr equentiedomein egalisatie (frequency domain equalization of FDE) voor CPM. Een typisch 60 GHz kanaal is immers erg frequentie-selectief voor de beoogde bandbreedtes. Dergelijke kanalen egaliseren in het frequentie domein, eerder dan in het tijdsdomein, doet de complexiteit van het syst eem drastisch dalen. Daarom ontwikkelen we hoog performante technieken v oor CPM-FDE die toch een lage complexiteit hebben. Zo realiseren we de b elangrijke criteria van lage kost en lage complexiteit. Kort samengevat tonen we aan dat krachtige FDE voor CPM kan gerealiseerd worden met deze lfde complexiteit als voor lineaire modulatietechnieken. Een laatste probleem is dat we een blokgebaseerd CPM systeem met cyclisc he blokken nodig hebben om FDE mogelijk te maken. Het maken van deze cyc lische blokken voor CPM is niet triviaal omdat de golfvorm geheugen beva t en omdat de continuïteit in de fase tussen de blokken behouden moet wo rden. Daarom ontwikkelen we in deze tekst ook een nieuwe constructie voo r symboolblokken die cyclische CPM signalen oplevert. We bereiken dit do or een subblok van data-afhankelijke symbolen, intrafix genaamd, in e lk blok in te voegen. We construeren een coherent wiskundig raamwerk voo r dit intrafix, zodat we effectief FDE voor elk denkbaar CPM schema moge lijk maken.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Associated Section of ESAT - INSYS, Integrated Systems
ESAT- TELEMIC, Telecommunications and Microwaves

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.