The OOK radio uses noncoherent comm

The OOK radio uses noncoherent communication to reduce circuit and architectural complexity. When there is sufficient margin in the link budget, choosing a noncoherent modulation instead of a coherent modulation can result in significant energy savings. Noncoherent communication does not encode information in the carrier phase and instead encodes information in the carrier frequency and/or amplitude. This allows for significantly reduced architectural complexity at the cost of reduced link margin. For highly energy constrained systems where power consumption is dominated by transceiver fixed power consumption rather than transmitter output power, the power savings afforded by noncoherent communication is often worthwhile (89).

To minimize power consumption while achieving fast start-up time, the OOK receiver has an envelope detection-based architecture with a highly scalable radio-frequency (RF) front-end. By using an envelope detector, no high-frequency oscillator or phase-locked loop is required by the receiver in contrast to a traditional direct conversion receiver architecture. This allows for reduced power consumption and a fast turn-on time of 2.5 μs. The receiver power consumption can be scaled depending on link requirements, scaling from 0.5 mW to 2.6 mW, with an associated sensitivity of −37 dBm to −65 dBm at a bit error rate (BER) of 10−3. The transmitter consists of an oscillator, mixer, and power amplifier and avoids the need for a phase-locked loop by stabilizing the oscillator with a surface acoustic wave (SAW) resonator.

A key challenge for implanted radios is to minimize the overall volume of the antenna and circuits while still achieving low-energy operation. The limited size of the antenna combined with the lossy human body that surrounds it result in a poor antenna gain. A typical MICS band implanted antenna has a modeled gain of −35 dBi resulting from human body losses (90). To minimize the volume of the circuits, the transceiver must be as integrated as possible, requiring few if any off-chip components other than a crystal oscillator. Realizing compact, low-power transceivers is difficult because their high-frequency circuits often require off-chip filters, resonators, and passive components. Off-chip components, such as bulk acoustic wave (BAW) resonators, can allow for ultralow-power RF circuits but at the cost of increased volume (91); however, advanced packaging techniques, such as system-in-package or chip stacking, can mitigate this problem. A recent trend that promises to increase integration while decreasing power consumption is the emergence of the highly digital radio. A highly digital radio minimizes the use of external components and instead leverages advanced CMOS devices to realize equivalent functionality in less area and power.

A highly digital ultrawideband transceiver chipset has been recently demonstrated that can be adapted for use in biomedical devices (92, 93). A block diagram of the transceiver architecture is shown in Figure 14. Wireless communication is via the transmission and reception of short, 2-ns ultrawideband pulses in the 3-to-5 GHz frequency band. These ultrawideband (UWB) pulses are much wider in bandwidth and narrower in time than traditional narrowband signals. These wide bandwidths with relaxed frequency tolerances allow for highly digital architecture, as they are amenable to low-power integration in advanced digital CMOS processes (94). UWB signals can be efficiently amplified and processed with wide-bandwidth, low-Q circuits, which can be easily integrated on-chip with minimal area.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิทยุ OOK ใช้สาร noncoherent ลดวงจรและความซับซ้อนของสถาปัตยกรรม เมื่อมีกำไรเพียงพอในงบประมาณเชื่อมโยง เลือกปรับ noncoherent แทนปรับสอดคล้องอาจส่งผลในการประหยัดพลังงานที่สำคัญ เข้ารหัสข้อมูลในขั้นตอนการให้บริการการสื่อสาร noncoherent และแทน จแมปข้อมูลถี่และแอมพลิจูด ซึ่งช่วยให้ลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมวิชาชีพเชื่อมโยงลดอัตรา สำหรับสูงจำกัดระบบพลังงานซึ่งพลังงานถูกครอบงำ โดยตัวรับส่งสัญญาณคงอำนาจการใช้แทนที่เป็นตัวส่งกำลัง ประหยัดพลังงานที่ afforded โดยสื่อสาร noncoherent คือมักจะ คุ้มค่า (89)เพื่อลดการใช้พลังงานในขณะที่เวลาเริ่มต้นเร็วบรรลุ รับ OOK มีซองจดหมายใช้ตรวจหาสถาปัตยกรรมกับการปรับขนาดสูงคลื่นความถี่วิทยุ (RF) หน้า โดยใช้การตรวจจับซอง ออสซิลเลเตอร์ความถี่สูงหรือเฟสล็อกลูปไม่ถูกต้องตามตัวรับตรงข้ามกับสถาปัตยกรรมแบบรับโดยตรงแปลงแบบดั้งเดิม ซึ่งช่วยให้ลดการใช้พลังงานและเวลาเปิดอย่างรวดเร็วของ 2.5 µs รับพลังงานสามารถปรับได้ตามความต้องการเชื่อมโยง การปรับจาก 0.5 เป็น 2.6 วัตต์ ความไวแสงที่เกี่ยวข้องของ dBm −37 เพื่อ −65 dBm อัตราบิตผิดพลาด (BER) 10−3 เครื่องส่งสัญญาณประกอบ ของออสซิลเลเตอร์ มิกเซอร์ เครื่องขยายสัญญาณเสียง และหลีกเลี่ยงต้องวนเฟสล็อก โดยเสถียรภาพออสซิลเลเตอร์ที่มี resonator ผิวคลื่นเสียง (SAW)ความท้าทายสำคัญสำหรับฝังวิทยุจะลดระดับเสียงโดยรวมของเสาอากาศและวงจรในขณะที่ยังคง บรรลุการดำเนินงานพลังงาน ขนาดจำกัดของเสาอากาศรวมกับร่างกายมนุษย์สูญเสียที่อยู่ในเสาไม่ดี เสาอากาศวงฝังไมโครโฟนทั่วไปมีกำไรการสร้างแบบจำลองของ −35 dBi ที่เกิดจากการสูญเสียร่างกาย (90) เพื่อลดปริมาณของวงจร ตัวรับส่งสัญญาณต้องบูรณาการเป็นสิ่งที่เป็นไปได้ ต้องถ้าใด ๆ ปิดชิส่วนประกอบอื่นที่ไม่ใช่ เพราะการรับส่งสัญญาณขนาดเล็ก ใช้ พลังงานต่ำได้ยากเนื่องจากวงจรความถี่สูงของพวกเขามักจะกำหนดตัวกรองออกชิ ที่อยู่ด้านหน้า และส่วนประกอบแฝง ให้ปิดชิประกอบ กลุ่มคลื่นเสียง (BAW) อยู่ด้านหน้า วงจร RF ultralow พลังงาน แต่ ค่าปริมาณที่เพิ่มขึ้น (91); อย่างไรก็ตาม ขั้นสูงเทคนิคบรรจุภัณฑ์ เช่นระบบในแพคเกจหรือชิซ้อน สามารถบรรเทาปัญหานี้ แนวโน้มล่าสุดที่เพิ่มรวมในขณะที่ลดการใช้พลังงานเป็นการเกิดขึ้นของวิทยุดิจิตอลสูง วิทยุดิจิตอลสูงช่วยลดการใช้ส่วนประกอบภายนอก และแทน กับไดรฟ์อุปกรณ์ CMOS ขั้นสูงตระหนักถึงการทำงานเทียบเท่าในพื้นที่และพลังงานน้อยกว่าชิปเซ็ตตัวรับส่งสัญญาณดิจิตอลสูง ultrawideband ได้เพิ่งแสดงที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์แพทย์ (92, 93) บล็อกไดอะแกรมของการรับส่งสัญญาณแสดงในรูปที่ 14 สื่อสารไร้สายผ่านการส่งและการรับของพัลส์ ultrawideband 2 ns สั้น ในย่านความถี่ GHz ของ 3-5 ได้ พัลส์ ultrawideband (UWB) เหล่านี้มีแบนด์วิดท์กว้าง และแคบลงในเวลามากกว่าสัญญาณกิจการโทรทัศน์แบบดั้งเดิม แบนด์วิดท์กว้างเหล่านี้ มีความคลาดเคลื่อนของความถี่ที่ผ่อนคลายให้สถาปัตยกรรมสูงดิจิตอล พวกเขาจะคล้อยตามการใช้พลังงานต่ำรวมในขั้นสูงดิจิตอล CMOS กระบวนการ (94) UWB สัญญาณสามารถมีประสิทธิภาพขยาย และประมวลผลกับแบนด์ วิดท์กว้าง Q ต่ำวงจร ซึ่งสามารถได้อย่างง่ายดายบนชิ มีพื้นที่น้อยที่สุด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ที่ใช้ในการสื่อสารด้วยวิทยุ noncoherent ลดวงจรและความซับซ้อนของสถาปัตยกรรม เมื่อมีงบประมาณเพียงพอกำไรเชื่อมการเลือกเอฟเอ็ม noncoherent แทนของการติดต่อกัน ได้ผลในการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ การสื่อสาร noncoherent ไม่ได้เข้ารหัสข้อมูลในเฟสแทน encodes และผู้ให้บริการข้อมูลในความถี่ carrier และ / หรือความล้นเหลือ นี้จะช่วยให้เพื่อลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมที่ต้นทุนลดลงลิงค์ขอบ สำหรับระบบที่ใช้พลังงานสูง พลังงาน จำกัด เป็น dominated โดยเครื่องคงที่ใช้พลังงานมากกว่าพลังงานส่ง , ประหยัดพลังงาน afforded โดยการสื่อสาร noncoherent มักจะคุ้มค่า ( 89 )เพื่อลดการใช้พลังงานในขณะที่การบรรลุอย่างรวดเร็วเริ่มต้นขึ้นเวลา ยังรับสัญญาณได้ซองจดหมายตรวจจับตามสถาปัตยกรรมด้วยคลื่นความถี่วิทยุ ( RF ) ขอนำเสนอ front-end . โดยการใช้ซองจดหมายที่เครื่อง ไม่แกว่ง ความถี่สูง หรือเห็นห่วงคือต้องตามตัวรับในทางตรงกันข้ามกับแบบดั้งเดิมการแปลงโดยตรงรับสถาปัตยกรรม ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานและเปิดเร็วเวลา 2.5 μ . ตัวรับพลังงานสามารถปรับขนาดขึ้นอยู่กับความต้องการของการเชื่อมโยง , การปรับขนาด 0.5 เมกะวัตต์ จาก 2.6 เมกะวัตต์ กับที่ความไวของ− 37 dBm ถึง− 65 dbm ที่อัตราความผิดพลาดบิต ( เบอร์ ) 10 − 3 ส่งโดยมีการผสม และเครื่องขยายเสียง และเพื่อหลีกเลี่ยงการต้องมีห่วงล็อคโดยการรักษาเสถียรภาพ Oscillator กับพื้นผิวคลื่นอะคูสติก resonator ( เห็น ) .ความท้าทายที่สำคัญสำหรับใส่วิทยุเพื่อลดระดับเสียงโดยรวมของสายอากาศและวงจรในขณะที่ยังบรรลุการประหยัดพลังงาน . ขนาดจำกัดของเสาอากาศรวมกับภายในร่างกายมนุษย์ที่ล้อมรอบมันมีผลในการเพิ่มเสาอากาศไม่ดี โดยทั่วไปไมโครโฟนวงดนตรีฝังเสาอากาศมีแบบจำลองของ− 3 dBi ได้รับที่เกิดจากการสูญเสียร่างกายมนุษย์ ( 90 ) เพื่อลดระดับเสียงของสัญญาณวิทยุจะต้องเป็นแบบที่เป็นไปได้ มีไม่กี่ถ้ามีออกชิปส่วนประกอบอื่นนอกจาก oscillator คริสตัล . ทำให้กะทัดรัด , - transceivers เป็นไปได้ยาก เพราะวงจรความถี่สูงของพวกเขามักจะต้องปิดกรองชิป resonators และส่วนประกอบ passive . ออกส่วนประกอบชิป เช่น กลุ่มคลื่นอะคูสติก ( บาว ) resonators สามารถอนุญาตให้วงจรพลังงาน RF ultralow แต่ที่ค่าใช้จ่ายของการเพิ่มขึ้นของปริมาณ ( 91 ) ; อย่างไรก็ตาม เทคนิคการบรรจุภัณฑ์ที่ทันสมัย เช่น ระบบในแพคเกจหรือชิปซ้อน สามารถลดปัญหานี้ได้ เป็นแนวโน้มล่าสุดที่สัญญาว่าจะเพิ่มการบูรณาการในขณะที่การลดพลังงานคือการเกิดขึ้นของวิทยุสูงดิจิตอล วิทยุดิจิตอลสูงลดการใช้งานอุปกรณ์ CMOS และส่วนประกอบภายนอกแทนขั้นสูงที่จะตระหนักถึงเทียบเท่าฟังก์ชันในพื้นที่น้อย และอำนาจสูงดิจิตอลอัลตร้าไวด์แบนด์เครื่องเซ็ตได้รับเมื่อเร็ว ๆนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถดัดแปลงเพื่อใช้ในอุปกรณ์ชีวการแพทย์ ( 92 , 93 ) บล็อกไดอะแกรมของเครื่องเป็นสถาปัตยกรรมที่แสดงในรูปที่ 14 การสื่อสารไร้สายผ่านเครือข่ายการส่งและรับสั้น 2-ns อัลตร้าไวด์แบนด์กะพริบใน 3-to-5 GHz ความถี่ Band เหล่านี้อัลตร้าไวด์แบนด์ ( ผู้ผลิต ) ชีพจรกว้างมากในแบนด์วิดธ์และแคบกว่าสัญญาณแคบแบบดั้งเดิม อุปกรณ์เหล่านี้มีความถี่กว้างสบาย ความคลาดเคลื่อนให้สถาปัตยกรรมสูงดิจิตอลเป็นจะซูฮกให้พลังงานรวมใน CMOS ดิจิตอลขั้นสูงของกระบวนการ ( 94 ) ผู้ผลิตสามารถขยายสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพและประมวลผลด้วยแบนด์วิธกว้าง วงจร low-q ซึ่งสามารถรวมได้อย่างง่ายดายบนที่มีพื้นที่น้อยที่สุด