Core Concepts
Der Einsatz nichtlinearer analoger Operatoren wie Hüllkurvendetektoren und Polynomoperatoren vor der Abtastung und Quantisierung kann den Leistungsverlust aufgrund grober Quantisierung verringern und die Kanalkapazität von MIMO-Systemen mit wenigen Bit-ADCs erhöhen.
Abstract
In dieser Arbeit wird der Einsatz praktisch umsetzbarer nichtlinearer analoger Operatoren wie Hüllkurvendetektoren und Polynomoperatoren vor der Abtastung und Quantisierung in MIMO-Empfängerarchitekturen untersucht, um den Leistungsverlust aufgrund grober Quantisierung zu verringern.
Es werden folgende Beiträge geleistet:
- Charakterisierung der Kanalkapazität unter Analogbeamforming bei Verwendung von Hüllkurvendetektoren für die analoge Signalverarbeitung
- Charakterisierung der Hochfrequenz-Kapazität unter Analogbeamforming bei Verwendung von Polynomoperatoren für die analoge Signalverarbeitung
- Vorschlag einer Hybridbeamforming-Empfängerarchitektur unter Verwendung von Hüllkurvendetektoren für Hochgeschwindigkeitskommunikation mit QAM-Demodulation
- Numerische Analyse der erreichbaren Raten für die vorgeschlagenen Analogbeamforming- und Hybridbeamforming-Architekturen
- Schaltungsentwürfe und zugehörige Leistungssimulationen für die Implementierung von Polynomen bis zum Grad vier und verketteten Hüllkurvendetektorsequenzen
Stats
Die Leistungsaufnahme von aktuellen kommerziellen hochgeschwindigen (≥ 20 GSample/s), hochauflösenden (z.B. 8-12 Bit) ADCs beträgt etwa 500 mW pro ADC.
Quotes
"Der Einsatz nichtlinearer analoger Operatoren - wie Hüllkurvendetektoren und Polynomoperatoren - vor der Abtastung und Quantisierung kann den Leistungsverlust aufgrund grober Quantisierung verringern und die Kanalkapazität von MIMO-Systemen mit wenigen Bit-ADCs erhöhen."
"Die Leistungsaufnahme von ADCs wächst linear mit der Bandbreite, und der Anstieg ist in der Praxis aufgrund der übermäßigen Verluste der passiven Komponenten bei höheren Frequenzen sogar noch stärker, was zu einem abrupten Abfall der ADC-Energieeffizienz führt, wenn die Bandbreite über 100 MHz hinaus gesteigert wird."