دانلود ترجمه مقاله طراحی یک سیستم OFDM مالتی باند برای محیط‌های کانال فرا پهن باند (UWB) واقعی

1. مقدمه 2. کانال UWB و مدل آماری IEEE 802.15.3a 3. ماژول سازی منتخب برای UWB 4. مروری بر OFDM چند باندی 5. نتیجه گیری

چکیده – در فوریه 2002، کمیسیون ارتباطات فدرال طیف 7500MHz را برای استفاده بدون مجوز دستگاه‌های ارتباطی فرا پهن باند (UWB) تجاری تخصیص داد. این تخصیص طیف فعالیت تولیدی زیادی برای صنعت و دانشگاه آغاز کرد. در حال حاضر کارشناسان ارتباطات بی‌سیم، UWB را به عنوان یک طیف دردسترس برای به‌کارگیری با تکنیک‌های متفاوت و نه به طور خاص مربوط به تولید و آشکارسازی پالس‌های RF کوتاه همچون گذشته، در نظر می‌گیرند. تفاوت‌های عملکردی زیادی بین سیستم‌های UWB و سیستم‌های باند باریک وجود دارد. تمامی سیستم‌های بی‌سیم باید قادر به مقابله با چالش‌های عملیاتی روی یک کانال انتشار چند مسیره (جایی که اجسام در محیط باعث انعکاس‌های چندگانه در مسیر فرستنده به گیرنده (RX) می‌شود) باشند. برای سیستم‌های باند باریک، زمانی که پهنای باند سیستم باند باریک کمتر از پهنای باند هم‌بستگی کانال باشد، این انعکاسات توسط گیرنده قابل حل نمی‌باشد. در مقابل پهنای باند بزرگ شکل موج‌های UWB، به طور قابل توجهی توانایی گیرنده را برای حل انعکاس‌های مختلف در کانال افزایش می‌دهند. مدل کانال UWB توسط استاندارد IEEE 802.15.3a توسعه یافته که در این مقاله شرح داده شده است. برای کانال های با پراکندگی بالا، یک RX مالتی پلکس تقسیم فرکانسی متعامد (OFDM) در جذب انرژی چندگانه نسبت به یک سیستم تک حامل معادل با استفاده از پهنای باند مشابه، کارآمدتر است. سیستم های OFDM، مشخصه های مطلوب دیگری نیز دارند، مانند بازده طیفی بالا، مقاومت ذاتی در برابر تداخل RF باند باریک، و انعطاف پذیری طیفی که مهم هستند زیرا قوانین نظارتی برای دستگاه های UWB در همه جای دنیا نهایی نشده است. این مقاله، طراحی یک سیستم UWB بهینه شده برای نرخ بیت بسیار بالا، کم هزینه، و شبکه های بیسیم توان پایین برای کامپیوترهای شخصی (PC)، دستگاه های الکترونیکی (CE) و کاربردهای موبایل را تشریح کرده است. این سیستم، روش های مدولاسیون OFDM را با یک رویکرد چندباندی ترکیب کرده که طیف را به چندین زیرباند تقسیم می کند که پهنای باند تقریبا 500 مگاهرتز می باشد. سیستم تشریح شده در این مقاله، توسط چندین سازمان صنعتی کلیدی انتخاب شده است [Mulitband OFDM Alliance، WiMedia، Wireless Universal Serial Bus (USB)] و این موضوع به دلیل مشخصه های فنی بسیار خوب آن برای مجموعه های متنوعی از کاربردهای پهنای کم با عملکرد بالا هست که براب کاربردهای موبایل، CE و PC پیش بینی شده اند.

In February 2002, the Federal Communications Commission allocated 7500 MHz of spectrum for unlicensed use of commercial ultra-wideband (UWB) communication devices. This spectral allocation has initiated an extremely productive activity for industry and academia. Wireless communications experts now consider UWB as available spectrum to be utilized with a variety of techniques, and not specifically related to the generation and detection of short RF pulses as in the past. There are many differences between real-world behavior of narrow-band and UWB systems. All wireless systems must be able to deal with the challenges of operating over a multipath propagation channel, where objects in the environment can cause multiple reflections to arrive at the receiver (RX). For narrow-band systems, these reflections will not be resolvable by the RX when the narrow-band system bandwidth is less than the coherence bandwidth of the channel. The large bandwidth of UWB waveforms, instead, significantly increases the ability of the RX to resolve the different reflections in the channel. The UWB channel model developed by the IEEE 802.15.3a standard body is described in this paper. For highly dispersive channels, an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) RX is more efficient at capturing multipath energy than an equivalent single-carrier system using the same total bandwidth. OFDM systems possess additional desirable properties, such as high spectral efficiency, inherent resilience to narrow-band RF interference, and spectral flexibility, which is important because the regulatory rules for UWB devices have not been finalized throughout the entire world. This paper describes the design of a UWB system optimized for very high bit-rate, low-cost, and low-power wireless networks for personal computing (PC), consumer electronics (CE), and mobile applications. The system combines OFDM modulation technique with a multibanding approach, which divides the spectrum into several sub-bands, whose bandwidth is approximately 500 MHz. The system described in this paper has been selected by several key industry organizations [Mulitband OFDM Alliance, WiMedia, Wireless Universal Serial Bus (USB)] because of its very good technical characteristics for the diverse set of high performance short-range applications that are eagerly anticipated for CE, PC, and mobile applications.