低功耗接收机前端：缩放定律与应用
信息论
2019-07-17 v1 信号处理
math.IT
摘要
在本文中，我们将通信理论定律与电路中已知且经实践验证的结果相结合。由此，我们得到了将基础系统设计与环境参数同通信接收机模拟前端功耗相关联的闭式理论表达式。这组缩放定律与边界旨在作为实用低功耗前端设计的理论参考。在一组结果中，我们首先发现若环境参数(衰落与阻塞电平)静态，前端功耗至少按 SNDR^{3/2} 缩放。随后利用所得缩放定律推导了前端功耗与若干其他重要通信系统参数之间的关系，即数字调制星座大小、符号错误概率、差错控制编码增益与编码速率。此类关系进而可用于决定低功耗应用采用何种系统设计策略。例如，若采用差错控制编码，整个接收机最节能的策略是使用具有中等编码增益与简单译码算法的码，如卷积码。在另一组结果中，我们发现若保持性能恒定，前端功耗如何随环境参数缩放。这给出了适配通信环境的接收机平均功耗降低的边界。例如，若接收机前端适配衰落波动同时将性能保持在某给定最低要求之上，理论上功耗相比非适配前端至少可降低 20 倍。
引用
@article{arxiv.1907.07136,
title = {Low Power Receiver Front Ends: Scaling Laws and Applications},
author = {Muris Sarajlić and Liang Liu and Henrik Sjöland and Ove Edfors},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.07136},
year = {2019}
}