美国马萨诸塞州诺伍德的ADI公司正在开发无线本地环路技术

2019-04-07 17:49:52爱云资讯

美国马萨诸塞州诺伍德的ADI公司正在开发无线本地环路(WLL)技术,该技术将取代办公室中的有线PBX电话。该系统将包括您办公楼或制造工厂中的蜂窝基站,以及能够接收和广播对话的天线。“从本质上讲,”通信工程师兼营销经理鲁珀特·贝恩斯说:“你可以带着你的办公室电话去见你,或者到自助餐厅或者大楼里的其他任何地方。”

通过ATX,您将学习如何在智能制造中实现投资回报率以及在制造业领域保持领先地位的其他方式。与450多家供应商会面,了解虚拟和增强现实在制造业中的作用。学到更多!

该技术基于DECT(数字欧洲无绳电话)标准,已被海外约100,000名用户使用,但尚未在美国使用

松下公司还开发了将办公室电话转为手机的技术,反之亦然。其BusinessLink个人通信系统包括一个支持PBX系统的交换机。“我们将电路重新引导至我们的开关并将其与无线手机相关联,”工程师John Avery说。结果:您可以将办公室电话带出大楼,然后转换为手机。回到大楼,它又恢复到普通的办公室电话。

这些只是无线通信领域的众多突破中的两个,它们催生了“虚拟”办公时代 - 使您的汽车和家庭成为传统四壁和地毯办公室开展业务的有效场所。

下一代无线产品提供更快的处理速度,更高质量的图像和声音,一系列新功能,重量和成本节省,将远远超出当今系统的功能。波士顿Yankee Group的无线通信专家Samuel May预测说:“我们几乎没有触及表面。”“大运动涉及使用创新工程设计系统,有朝一日可能会制定今天的标准 - CDA,TDMS或AMPS - 对用户透明。您可以在任何地方使用无线技术,

创新背后的产品将为下一代无线个人通信系统(PCS)铺平道路。让我们仔细看看能够实现这一目标的一些工程技术。

无线电功能在软件中。一组通信工程师正在押注一个新的无线电服务分支,它不依赖于硬连线。它被称为软件无线电,它基于多频段天线,射频(RF)转换器,数字信号处理器(DSP)以及中频(IF)的使用。针对蜂窝网络,软件无线电架构提供了优于有线无线电的若干优点。

例如,许多用户可以共享一个无线电信道,并且对于多信道用户来说,可以节省大量成本。可编程性还为不同标准之间的更大灵活性留出了空间,并为设计人员提供了优化无线网络的不同方法。

“我们预计软件无线电架构将引领设计人员进入下一代无线通信所需的更高复杂度,例如PCS,”弗吉尼亚州McLean的Mitre公司的咨询科学家Joe Mitola说。“它将被设计到基站中,用于集成实现多媒体所需的模式。”使用语音,传真,数据或多媒体,移动软件 - 无线电终端将直接与用户接口,而基站将与公共交换电话网络接口。

尽管它的名字,软件无线电实际上使用了很多硬件。用于典型系统的构建块包括:电源,天线,多频带RF转换器,具有板载A / D / A /转换器的芯片,通用处理器,以及用于执行无线电功能的存储器。那么,为什么称它为“软件”无线电?“一切都是可编程的,”ADI公司的Baines解释道。“这包括RF频段,信道接入模式,以及信道调制和解调方案。关键是使用可编程组件,如高速DSP和ADC。”

Analog Device的评估系统由印刷电路板组成,已启动并运行。它的尺寸为8.5 x 11.5英寸,包含一个接收器转换器,一个数字下变频器,以及现成的A / D和DSP评估板。减少大量硬连线也意味着A / D / A转换器可以放置得更靠近天线,从而大大减少了干扰问题的可能性。

“以前用于稳定,放大和过滤信号的几个过程阶段被消除了,”Baines补充道。“通过切断天线和A / D / A转换器之间的所有硬连线,你获得了更大的灵活性,转换器越接近无线电,你的噪音和失真问题就越少“。

软件无线电原型的关键组件是Analog Device的新型12位ADC AD9042。采样率为41 Msps,速度比目前市场上的芯片快60%。它还需要三分之一的能量,单个+ 5V电源需要575 mW。“该芯片专为宽带信号的直接中频采样和过采样而设计,”Baines解释道。“这使其成为满足软件无线电严苛要求的绝佳选择,例如可以理解多种标准的下一代无线基站(AMPS,

该转换器采用具有六位和七位转换器的两级架构。它基于级联放大器设计,无需任何激光微调或校准即可实现12位精度。最近成功的测试包括一个包含多达48种不同音调的宽带信号。

跨越障碍。尽管有其优势,但仍存在许多挑战,这些挑战阻碍了商业化软件无线电的发展。“这种架构所需的ADC和DSP内核消耗大量功率,”Mitre的Mitola警告说。“设计工程师必须考虑采用更具创新性的方法来保持这些芯片的冷却。此外,这些系统需要比硬连线系统多十倍的ASIC处理能力。”其他设计障碍:设计所需的宽带低损耗天线,以及混合和匹配软件工具带来的复杂性。

即使考虑到这样的设计限制,人们一致认为这项技术在未来的无线链路中可能至关重要。虽然它目前围绕着基站,但一些专家认为软件无线电最终将进入手持设备,低成本是一个非常诱人的目标。弗吉尼亚州维也纳工程研究协会负责软件无线电工程的主管约瑟夫肯尼迪预测说:“我确实希望能看到适合您手掌的小巧便宜的软件无线电。”“你可以在那里连接任何空气标准。”

智能天线。软件无线电技术的第一个应用在市场上以800MHz商用移动蜂窝无线电频带的“智能”天线的形式出现。肯尼迪和他在Engineering Research Associates的同事将推出一种基于自适应天线的高精度信号定位系统。“这种类型的天线技术根本无法在硬连线无线电中实现,”CAPITAL项目负责人肯尼迪说。

基本上,系统通过监控来自汽车的手机信号来跟踪和分析交通流量。由于蜂窝电话是受欢迎的消费产品,因此它们的信号代表了交通流量的相当好的指示。“考虑到技术选择,我们认为设计一个面向移动手机的信号定位系统更具成本效益,而不是安装路边交通监控系统,”Kennedy解释说。

CAPITAL项目涉及一个大型机软件系统,该系统位于华盛顿特区的多个地点。通过比较其到达不同位置的时间来精确定位给定的手机信号。该系统还使用全球定位系统(GPS)数据,以及通过将无线电实现为软件算法而实现的高级信号处理功能。

软件无线电中的天线功能保持活动状态,扫描频带并分析复杂信号的性质和功率,而不是简单地接收信号。通过在其他角度产生“空”功能来增强信号的接收和辨别,这消除了噪声。

这些复杂的信号处理功能必须从大量的无线电信号流中挑选出特定的手机。结合所有信号处理定位方法,CAPITAL可以将单个手机信号精确定位到10米以内。在该决议中,可以解决单个车辆及其运动并统计分析交通流量。

该设计针对手机基站,以增加可用频道的数量。为了实现这一目标,Kennedy指出了智能天线与传统相位天线阵列之间的主要区别。“常规天线使用转向梁或零,设计师主要对增加功率感兴趣,”他指出。

肯尼迪和他的项目团队不是专注于权力,而是专注于最大化载波干扰(C / I)比率。“这是相邻电池的干扰,会损害当今手机的性能,”他解释道。“如果你增加C / I,你将在一个地理区域拥有更多的频道。我们还包括多路径转换,它在细胞进化中起着重要作用。”

目前正在进行实地测试,包括警察和护理人员服务,以找到遇险人员。任何遇到困难的人都可以在拨打紧急电话后立即打开电话;天线将通知紧急车辆确切的位置。

随着无线网络的复杂性,出现了一系列问题,这些问题源于跟上爆炸式市场所需的新标准和协议。即使对于专业网络设计人员来说,了解特定网络的性能和行为,然后构建基础架构以使项目启动和运行,也会非常耗时。

设计网络。“仅仅为基础设施编写Fortran代码需要几个月的时间,”华盛顿特区Mil 3,Inc。的联合创始人Marc Cohen说。他的公司为设计人员提供了一个复杂的网络工具集,用于模拟和分析有线和无线通信系统的性能。

Mil 3的产品OPNET基于三级层次结构,可以更轻松地分析和模拟复杂网络。这是由科恩的兄弟阿兰和麻省理工学院的一名同学所产生的论文项目产生的。“毕业后,我们决定将其商业化,”科恩说。结果:一个具有300多种功能的软件模拟器。客户名单包括700多家公司,范围从小型办公设备设计到快速分组交换卫星。

“每个环境都有自己的一系列问题,”科恩说。“即使在小型办公室,你也要面对大量的信号干扰和复杂的传播问题。如果你在城市,高密度建筑会产生额外的多径和反射问题。”

OPNET在X Windows上运行,并受SUN,DEC,IBM和Silicon Graphics工作站的支持,为用户提供了将详细的网络分析与射频技术相结合的图标和菜单。“在过去,这些问题已被单独处理,”科恩说。“通过将它们组合在同一个软件包中,您可以更加强大地分析网络性能。”

最高层级网络编辑器以图形方式捕获网络的物理拓扑。“你可以创建代表网络中不同通信站点的节点,”科恩解释说。“每个节点都适合定义其属性的类,例如交换机的处理速度,工作站的流量生成速率或网关的缓冲容量。”

节点使用多种通信链路进行通信。对于无线建模,该公司提供OPNET建模器/无线电链路。它包括由NASA开发的一种功能,用于计算由六元星历数据集指定的卫星轨道。它还考虑了太阳和月球重力,大气阻力和太阳辐射压力的影响。

在第二级,节点编辑器以图形方式捕获节点体系结构,作为表示硬件和软件子系统的模块之间的数据流图。这些模块分为两类。对于专用功能,在菜单上配置流量生成器,发送器和接收器。在用户可编程行为模块中,队列和处理器执行的功能是用户指定的。

第三层由流程编辑器组成。它基于状态转换图,用于支持不同的协议,应用程序,算法或排队策略。状态和转换以图形方式定义了响应事件的过程的进展。对于每个状态,存在大约300个函数的库,用于实现应用程序的通用逻辑。模拟结果可以绘制为时间序列,散点图,直方图或概率函数。

蓬勃发展的应用。需要详细网络分析的应用程序和客户的爆炸甚至让Cohen感到震惊。“我们对工程师为该工具找到的各种用途感到惊讶,”他补充道。

网络仿真是COMSAT实验室(麦克莱恩,弗吉尼亚州)工程师的关键工程工具,该实验室是未来通信卫星技术发展的先驱。“随着视频会议等点对多点服务的迅速出现,对板载快速分组交换机的需求不断增长,”COMSAT的研究工程师DJ Shyy说。“可编程性使我们能够开发出准确的多播快速分组交换机模型。”在不同的流量模式和负载情况下检查交换机。

Hughes Aircraft Co.还使用该系统开发用于多媒体战术网络的智能通信控制器。控制器在通用控制概念下集成各种卫星和HF通信系统,以提供灵活的网络服务。OPNET不仅可以模拟各种无线电和网络特性,还可以作为为Hughes客户构建高级协议的开发工具。

与此同时,位于弗吉尼亚州亚历山大市的Adroit Systems公司的工程师使用OPNET对连接的空地网络进行建模。这些网络涉及不同的异构系统,范围从局域网(LANS)和广域网(WANS)到高速TDM RF链路。

一切都在筹码中。为了在如此竞争激烈的市场中竞争,电子公司必须在芯片上加载更多的马力和内存。“设计无线市场是不同的球类游戏,”达拉斯德州仪器公司DSP营销经理Thomas Brooks说。“针对无线通信进行了优化的DSP内核带来了最终产品优势,例如OEM的每个功能具有更高的性能和更低的功耗。”

同样重要的是,对数字技术的推动仍然很强劲。“你可以获得更多的每个频道的呼叫,更多的功能,以及在数字环境中更好地控制的隐私和安全功能,”Brooks补充道。“此外,凭借高达50 MIPS的性能,OEM能够将扬声器电话,噪音消除,语音拨号和短消息等增值功能融入其中。”

德州仪器目前拥有设计芯片,具有更大的存储器,核心架构和智能外设。“更大的片上存储器意味着能够适应新的行业标准,并且每个系统使用更少的组件,”Brooks说。TI的设计人员还在DSP,模拟组件和扬声器/麦克风之间使用薄型封装,无缝接口,以更低的成本设计更小,更轻的设备。

摩托罗拉还将推出更多无线专用DSP。最新产品线包括DSP56300。它在3.3V时的速度为66/80 MIPS。“我们正在为这样的组件设计未来,”摩托罗拉半导体产品公司副总裁兼技术总监Mark Reinhard表示。“迁移路径将在两年内达到100 MIPS和1.8V。”

虽然数字技术具有灵活性和可编程性优势,将作为关键处理技术的统治,但混合模式处理的需求使许多公司在市场上保持模拟。TI的混合信号部门经理拉塞尔麦克唐纳说:“我们预计模拟将至少再存在20年。”目前正在开发的是新型节能芯片,高级射频电路电话接口电路或ARTIC-136。它将于1996年初上市。计划在今年晚些时候推出GMS基带接口电路。

ADI公司还希望通过其AD7015吸引混合模式市场。该公司声称该设备是全球系统移动通信(GSM)手机的第一个完整的3V编解码器。它集成了所有混合信号组件:语音频带编解码器,将麦克风和耳机连接到DSP,以及基带编解码器,将DSP连接到无线电,滤波器,放大器和辅助转换器。以前的设计需要几个器件和5V电源。

在创新工程的支持下,这些发展将在为下一代无线技术构建基础设施和动态方面发挥重要作用。结果将推动无线进入下个世纪。

相关文章
热门文章
头条文章
重点文章
推荐文章
热点文章
关于我们|联系我们|免责声明|会展频道
冀ICP备2022007386号-1 冀公网安备 13108202000871号 爱云资讯 Copyright©2018-2023