采用Cellonics技术简化调制、解调设计

     在去年之前，调制器和解调器的设计方法一直没有多少变化，仍然主要基于Major Armstrong于1918年发明的“超外差”方法。二十世纪90年代后期，人们曾经作出了许多努力来简化这种方法，例如将它简化为零中频级(zero-IF stage)，但这些方案都过于复杂，难以实现。
    
     有意思的是，在当前这个数字化时代，谁都没有想出一种更好的调制数字信号的硬件实现方法。调制解调器是所有通信设备的核心，无论对移动电话、线缆调制解调器还是数字无线电都不例外。因此，探索如何更好地对数字信号进行调制解调的方法，使传输速率最大化具有重要的意义。
    
     在去年出现了一种具有突破性的调制解调器新技术，即Cellonics技术。采用这种技术，人们仅仅使用一个电感器和一个二极管两种分立元件就可实现数字调制解调器。这种方法不需要混频器、振荡器和锁相环等，而这些是一般接收器中都有的典型子系统。这似乎有些令人惊奇，但更令人惊讶的是这种实现方案还是运营商级，这正是世界上顶尖的通信工程师们多年来为实现最大的数据传输速率而不断探索的方法。由于建立在非线性动态系统(NDS)上，这种方法的鲁棒性很好，这使得误码检测成为一种多余的措施。采用这种技术，Cellonics公司已经实现了有线系统和无线系统。
    
     就其核心而言，Cellonics技术的工作方式相当简单：读取一个调制波形，无论它是采用什么调制方式(例如PSK)，都可以把它编码为若干脉冲。例如，用两个脉冲来表示一个PSK载波“1”，三个脉冲来表示一个PSK脉冲“0”。这样，只需要计算一下脉冲的个数，就可以确定检测到的是1还是0，非常简单。
    
     换一种说法，即进来的是一种波形(载波)，出去的是另一种波形 (脉冲)，由慢速波变成快速波。Cellonics公司将这个过程称为“频率转换”，或者说是从一个频带转换到另一个频带的能力。在Cellonics发送器中，低频带可以转换为高频带，在效果上与一个混频器相似。当然，Cellonics解调器需要所有的那些典型通信子系统，而且，作为一个解调器，简单的Cellonics电路在本质上就是多级的！ P>Cellonics公司还发现，它们的调制解调器专利方法非常适合超宽带技术(UWB)。美国联邦通信委员会(FCC)在年初宣布，今后可以生产和应用某些类型的UWB设备，这使UWB前景为很多通信厂商所看好。而借助Cellonics技术，设计人员可以利用一种非常简单并具有很强鲁棒性的方法来实现下一代无线设备。FCC的决议和Cellonics技术的适时推出预示着UWB这类低功耗、高带宽无线方案将具有广阔的市场应用前景。
    
     事实上，该技术自从在2001年亚洲通信博览会上发布以来，Cellonics公司已经向许多大公司展示了其简单性。在今年的汉诺威CeBIT展会上，该公司展示了一种以11.4 Mbps的速率在5米的距离上传输CD质量音乐、功耗为50 mW的无线UWB音频设备。其总体方框图如图1所示。图2显示了Cellonics公司的UWB发送器中频率转换过程与普通混频器方法的对比。
    
     在UWB中，Cellonics技术可用于改善UWB接收器设计中现行的相关器/非相关器方案。Cellonics技术简单、廉价和低功耗的特点以及运营商级的性能很重要，它将加速UWB应用的推广，并使高速无线个人网络(WPAN)早日实现。
    
    
    Cellonics技术的发明
    
     Cellonics技术的思想来源于对生物细胞信号的研究。当时，国立新加坡大学的SN Chow教授正在采用非线性动态系统数学方法对细胞的响应波形进行建模，他发现由慢激励导致快速信号传输(细胞响应)的思想可能是一种通信方法。于是，他把这个想法介绍给无线通信中心(现在叫通信研究院)的KM Lye教授，并与J Joe博士一道，致力于找到一种工程方法来解决这一问题。不过，数学的方法过于困难，这使他们考虑到或许有一种更好的硬件方案来解决这个问题，这便导致了Cellonics技术的产生。他们和HF Lye先生一起组建了Cellonics公司来开发新的解调技术。到目前为止，已经有4项专利获得批准，还有16项专利有待审批。
    
     作者：TC Lai
     经理
     Cellonics公司
     E-mail: laitc@cellonics。com