תפקידה של ADCs ב-Enhancing את ה- Capabilities של מערכות רדיו קוגניטיביות

מערכות רדיו קוגניטיביות מייצגות שינוי פרדיגמטי בתקשורת אלחוטית, ומאפשרות לרדיו לחוש בצורה חכמה את הסביבה שלהם, להתאים פרמטרים בזמן אמת, ואופטימיזציה של ניצול ספקטרום. בלב היכולת הזו היא המריא האנלוגי-ל-דיגיטלי (ADC), מרכיב קריטי שמשגמל את התחום הרדיולוגי עם עיבוד אותות דיגיטליים הדרושים לתפקוד קוגניטיבי.

הבנת מערכות רדיו קוגניטיביות ותפקיד ADCs

סקירה של Cognitive Radio

רדיו קוגניטיבי הוא מערכת תקשורת אלחוטית אינטליגנטית שיכולה לזהות באופן אוטומטי ערוצים זמינים בספקטרום הרדיו ולשנות את הפרמטרים של שידור בהתאם.ההנחה הבסיסית היא להשתמש בספקטרום מורשה יותר ביעילות על ידי כך לאפשר למשתמשים משניים לגשת להקות תדרים ללא גרימת הפרעה מזיקה למשתמשים העיקריים.זה דורש שלושה פונקציות בסיסיות: ספקטרום, ניתוח ספקטרום, ופתרון ספקטרום.

מדוע ADCs הם קריטיים

כל מקלט רדיו קוגניטיבי חייב להמיר את אותות תדר הרדיו האנלוגיים שהוא מקבל צורה דיגיטלית לעיבוד. ADC הוא המרכיב המבצע את המרה זו, וביצועיה קובע ישירות את האיכות והשלמות של הנתונים הדיגיטליים הזמינים לאלגוריתמים קוגניטיביים.במהות, ADC פועל כמו "אוזן דיגיטלית" של רדיו - את הביצועים המדויקים ומהירים יותר הוא יכול לדגום את הסביבה האלקטרומגנטית, כך שהרדיו יכול לזהות אותות ראשוניים, לזהות, ולהתאים את הביצועים הקוגניטיביים שלו (DS) ואפילו לא יכול להשיג את הביצועים שלו.

ראשי תיבות של Key ADC Parameters for Cognitive Radio Applications

לא כל ADCs נוצרים שווים, ומערכות רדיו קוגניטיביות לכפות מערכת ייחודית של דרישות שונות ממקבלי רדיו קונבנציונליים. הפרמטרים הבאים הם קריטיים במיוחד כדי לאפשר פונקציונליות קוגניטיבית מתקדמת.

שיעור הנפיחות והבנדנדנדות

רדיו קוגניטיביים חייבים לעתים קרובות לחוש רחבות רחבות של ספקטרום - מעשרות מגהץ ועד כמה ג'יגההרץ - כדי לזהות ערוצים זמינים. קצב דגימה גבוה מאפשר ADC ללכוד אותות פס רחב אלה ללא צורך של שלבים מרובים למטה. לדוגמה, רדיו קוגניטיבי מכוון לתחושה של מ -100Hz עד 6GHz עשוי להשתמש בקצב דגימה של כמה ג'יגה / דגימה חיוני יותר כדי להפוך את ה-Rate יותר מהיר יותר.

החלטה וטווח דינמי

החלטה, שנמדדה ב bits, קובעת עד כמה ה- ADC יכול להבחין בין רמות אותות שונות.ברדיו קוגניטיבי, פתרון גבוה הוא חיוני כי האותות החלשים הרצויים (למשל, מגדלור השקט של המשתמש הראשי) עשויים להיות קורקסיסט באותה להקה עם אותות חזקים יותר (למשל, שידור שידור סמוך) אם טווח דינמי של ADC אינו מספיק, האות החלש יכול להיות קוהור ברזולוציה בינונית או מדויקת יותר (כלומר, לפחות) של 10 סיביות).

כוח

יישומים רדיו קוגניטיביים רבים מכוונים למכשירים ניידים או מתוכמים סוללה כגון טלפונים חכמים, רדיו מעוותים וחיישנים IoT. צריכת חשמל ADC משפיעה ישירות על חיי סוללה של המכשיר וניהול תרמי. עיצובים ADC כוח נמוך, כגון הרשמה חיזוי מוצלח (SAR) מתגי חשמל ADC, הם פופולריים רק עבור משימות רדיו קוגניטיביות מהירות נמוכה, אבל פעולות מהירות גבוהה לעתים קרובות דורשות צינורות או זמן קצר אדריכלות כי לצרוך באופן משמעותי יותר ביצועים דינמיים על ידי שימוש יעיל יותר.

מהירות ההסכמה והלאטיות

רדיו קוגניטיבי חייב להגיב לשינויים בסביבה הספקטרום בתוך אלפיות או אפילו מיקרו-שניות כדי להימנע מהתערבות עם משתמשים ראשוניים. ADC זמן המרה לתרום ישירות לעקביות הכוללת בלולאה של חישה-התמדה-הפעולה מהירה.מהירויות המרת מהיר - ב-N2 ל-microII - הם חיוניים ליישום פרוטוקולים דינמיים של גישה (DSA) בנוסף, כמה מערכות רדיו קוגניטיביות משתמשות בטכניקות דחיסה נמוכות של ADC עדיין יש צורך בטכניקות דחיסה.

כיצד ADCs לשפר את הספקטרום של נקודות

המונחים: Broadספקטרום Sensing

אחת המשימות התובעניות ביותר ברדיו קוגניטיבי היא רחבה טווח חישה - היכולת לפקח על טווח תדר גדול בזמן אמת. מקלטי פס צרים מסורתיים חייבים לסרוק ערוצים באופן שווה, איטי ולא יעיל. A רחב ADC, הפועל במספר GS /s עם מספר גבוה של ביטים (ENB), יכול לנסח את כל ההתעניינות בזרימת כדור הארץ הדיגיטלי הוא מסוגל לזהות רוחב פס רחב יותר של 5 קדמיית של חשמל לבן.

גילוי אנרגיה ועיבוד קיקלי

אלגוריתמים רגישים כגון זיהוי אנרגיה וזיהוי מחזורי מסתמכים במידה רבה על איכות האות המרשימה.זיהוי אנרגיה פשוט מודדים את הכוח המתקבל בערוץ, הדורש ייצוג מדויק של אמפליטודורד מן ה- ADC - כל אי-לינאריות או רעש מקטין את סף הגילוי.

אתגרים בעיצוב ADC עבור רדיו קוגניטיבי

בין מהירות, החלטה וכוח

משולש הסחר הידוע "ADC" - מהירות, רזולוציה וכוח - מציג אתגר בסיסי עבור רדיו קוגניטיבי.העלאת קצב הדגימה לעתים קרובות להפחית את ההחלטה בגלל זמן הסידור המוגבל במעגלים של קושרים. בדומה, השגת רזולוציה גבוהה בדרך כלל דורש יותר כוח בשל הצורך במתחים מדויקים ועיגולים נמוכים טווח אבטחה, ולכן ייתכן כי לעתים קרובות צורך בסוללות מהירות גבוהה יותר עבור רוחב פס רחב יותר של מערכת יחסים, בעוד שלעתים קרובות לא ניתן להמיר כמות גבוהה של אבטחה אוטומטית של אבטחה, בעוד שמכשירים של אבטחה גבוהה של זמן מסחר, או נמוך יותר, אם כי אין צורך ב-C, כולל של זמן קצר יותר, לדוגמה, לדוגמה, אם כי אין צורך ב-פוליטית טווח רדיו סטנדרטי יותר, אם כי אין צורך ב-פוליטית טווח אבטחה, אם כן, אם כי הוא יותר, אם כיעד כמה זמן קצר יותר, אם כימותקרדיו סטנדרטי יותר, אם כימותקרדיו סטנדרטי, אם כיבית גבוהה של זמן קצר יותר, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, סביר יותר, אם כן, אם כימות מידה מסוימת, אם כן, אם כי אין צורך בתדירות גבוהה של זמן קצר יותר, אם כי אין צורך בתדירות גבוהה של זמן קצר יותר, אם כן, אם כן, אם כן

Jitter and Noise Constraints

שעון ג'ייטר בשעון הדגימה מציג אי הוודאות התזמון שמפחית ישירות את יחס האות-ל-אין של ADC (SNR), במיוחד בתדרים קלט גבוה.עבור מערכות רדיו קוגניטיביות רחבות הפועלות בטווח המיקרוגל, אפילו ג'ייטר תת-אפיל השני יכול להגביל את ENOB ל-8 סיביות.

אדריכלות ADC מתקדמת לרדיו קוגניטיבי

המונחים: ADCs

פיפיר ADCs להשיג שיעורי דגימה גבוהים (hundreds של MHz למספר GHz) עם החלטה מתונה (8-16 ביטים) על ידי עיבוד האות באמצעות שלבים מרובים.כל שלב מבצע המרה קורקזית, מגבר את שאריות, ועובר אותו לשלב הבא, אדריכלות זו מכה איזון בין מהירות ורזולוציה, מה שהופך אותו לבחירה פופולרית עבור מקלטי רדיו קוגניטיביים רחבים, עם זאת, יכול להיות יותר ויותר מהירות ו - CDC, אפילו יותר, כמו גם יותר, יותר, מאשר מחזורים של מחזורים, יותר, כמו גם כן, יותר מאשר קיבולת גבוהה יותר, כמו גם כן, עם זאת, עם זאת, עם זאת, יותר מאשר קיבולת גבוהה יותר של מחזורים של מחזורים של מחזורים של מחזורים של מחזורים של מחזורים יותר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם יותר של מחזורים דיגיטליים של מחזורים.

זמן קצר: ADCs

זמן קצר מתמזג משתמש במספר רב של ADCs במהירות נמוכה יותר במקביל, כל אחד מדגום את אות קלט בשלב שונה של השעון.אדריכלות זו מכפילה את שיעור הדגימה הכולל מבלי לדרוש ממיר אולטרה-ארוחת יחיד. לדוגמה, ארבעה 2.5 GS / ממירים של זמן יכול להיות מעורב כדי להשיג שגיאות 10 GS /s בזמן-ADCs מופעלים באופן נרחב בתוכנות רדיו-DR וכיסוי גבוה מאוד, כי יש להתאים את רוחב-טיפוסים של זמן קצר של זמן קצר של זמן, כי יש להתאים את רוחב פסים מתקדמים של תזמון מתקדם של תזמון מתקדם של תזמון מתקדם של תזמון מתקדם של תזמון, כי יש צורך לשלב את רוחב פסים מתקדמים, כי יש להתאים את רוחב פסים מתקדמים של תזמון מתקדם של תזמון מתקדם של תזמון מתקדם של תזמון גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר, כי יש צורך כדי להשיג שגיאות רדיו מתקדם של תזמון גבוה יותר גבוה של תזמון, כי יש להתאים את רוחב פסים מתקדמים, כי יש צורך לשלב תופעות רדיו מתקדם של תזמון מתקדם של תזמון מתקדם של תזמון גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר, 000.

נספח (SAR) ADCs

SAR ADCs מציעים יעילות אנרגיה היברידית מעולה ומסוגלים לקצבי דגימה בינוניים (עשרות עד מאות MS /s) עם החלטות עד 16 ביטים.הטבע שלהם כוח נמוך הופך אותם אידיאליים למכשירים רדיו קוגניטיביים ניידים המבצעים חישה תקופתית. בעוד המרה מסורתית ASARs היו מוגבלים במהירות, שיפורים אחרונים - כגון ניתוח סינכרוני ו- capacitive DAC - יש לדחוף את קצבי שלהם לטמפרטורה נמוכה של SARt).

מגמות עתידיות בטכנולוגיית ADC עבור רדיו קוגניטיבי

צילום: ADCs

אלקטרונים ADCs להתמודד עם מגבלות בסיסיות במהירות וג'יטר בשל הפיזיקה של מעגלים למחצה. Photonic ADCs להשתמש sampling אופטית ו- אופטית-ל-to-דיגיטלי כדי להשיג שיעורי דגימה מעל 100 GS /s עם ג'ייטר נמוך מאוד. על ידי המרת אות רדיו לתחום אופטי, photonic ADCs יכול למנף את היציבות של ביצועי לייזר מכובשים כדי להשיג תזמון אלקטרוני של 100 גרם נמוך מאוד.

גישה מדכאת

מכיוון שרדיו קוגניטיבי עוסק לעתים קרובות בשימוש בספקטרום המלח (כלומר, ערוצים רבים הם בטל בכל רגע נתון), טכניקת חישה דחוסה יכולה להיות מיושם כדי להפחית את שיעורי דגימת ADC. במקום להחליק בקצב Nyquist, הרדיו הקוגניטיבי רוכש מספר מוגבל של תחזיות אקראיות של האות רחב ולאחר מכן לשחזר את האלגוריתמים באמצעות גישה זו, מרגיעה דרישות קידוד דיגיטלי, המאפשרת דחיסות נוספות של עיבוד גלוי.

מסקנה: הקשר הסימביוטי בין ADCs ורדיו קוגניטיבי

האבולוציה של רדיו קוגניטיבי קשורה באופן מהותי להתקדמות בהמרות אנלוגית-לדיגיטלית.כל דור של מערכות רדיו קוגניטיביות דורשות שיעורי דגימה גבוהים יותר, פתרון גבוה יותר, כוח נמוך יותר, והמרה מהירה יותר - כל האיכויות שמעודדות את מעצבי ADC לחדש. בתורו, ארכיטקטורות חדשות של ADC כמו זמן קצר, תצלומים, ומדכאות קוגניטיביות דחוסות לא יכולות להיות יותר ויותר יעילות של טכנולוגיות אלחוטיות, כמו גם כן, כמו מהנדסי חשמל אלחוטיות, אבל לא פחות יעילות יותר ויותר, כמו מהנדסי רדיו, אבל לא פחות, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו מהנדסי אבטחה אופטיות יותר ויותר, כמו מהנדסי אבטחה אופטיות יותר ויותר, כמו מהנדסי חשמל אלחוטית, כמו גם כן, אבל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר, כמו מהנדסי רדיו חכם יותר ויותר, כמו מהנדסי רדיו חכם יותר ויותר, כמו מהנדסי אבטחה, כמו מהנדסי אבטחה אופטית, כמו מהנדסי, כמו מהנדסי אבטחה אלחוטית אבטחה אלחוטית, אבל יותר ויותר יעיל יותר ויותר, כמו גם כן, כמו מהנדסי אבטחה, כמו גם כן, כמו ספקטרום יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר

(ב) ◄ ⁇ ⁇

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) כלי אנרכציה - ADC Selection Guide for CommunicationsveFLT
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇