射頻技術(shù)射頻鏈路ppt課件

1、射頻技術(shù),射頻鏈路,分貝(dB) 功率（dBm,分貝的概念,IL=0.5 or 3dB,Gain=200 or 23dB,增益與衰減(dB,幾路典型收/發(fā)機(jī)原理框圖,直接調(diào)制發(fā)射機(jī)原理框圖 超外差發(fā)射接收機(jī)原理框圖 數(shù)字中頻發(fā)射機(jī)原理框圖 超外差射頻接收機(jī)原理框圖 零中頻射頻接收機(jī)原理框圖 數(shù)字中頻接收機(jī)原理框圖,幾路典型收/發(fā)機(jī)原理框圖,I)直接調(diào)制發(fā)射機(jī)原理框圖,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，器件少，成本低； 缺點(diǎn)：I/Q相位的幅度和相位不平衡不易調(diào)節(jié)，易造成 較大的載波泄漏和邊帶泄漏,II)超外差發(fā)射機(jī)原理框圖,優(yōu)點(diǎn)：低頻調(diào)制器具有更好的幅頻特性；功放和本振有 很好的隔離； 缺點(diǎn)：所需元件多，增加噪聲

2、，增加發(fā)射機(jī)的復(fù)雜度、 體積、功耗和成本,III)數(shù)字中頻發(fā)射機(jī)原理圖,優(yōu)點(diǎn)：調(diào)制精度高，射頻電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單； 缺點(diǎn)：對(duì)基帶要求較高，目前成本較高，功耗大,IV)超外差射頻接收機(jī)原理框圖,V)零中頻射頻接收機(jī)原理框圖,VI)數(shù)字中頻接收機(jī)原理框圖,射頻電路的典型單元,WCDMA移動(dòng)終端收發(fā)信機(jī)框圖超外差發(fā)射機(jī)原理框圖 低噪聲放大器 混頻器 頻率合成器 WCDMA功率放大器,射頻電路的典型單元,I.WCDMA移動(dòng)終端收發(fā)信機(jī)框圖,II.低噪聲放大器,描述一個(gè)系統(tǒng)（如接收機(jī)）內(nèi)部噪聲大小，可以用噪聲 系數(shù)（NoiseFactor）F來(lái)表示，或者取其對(duì)數(shù)值，變成 噪聲指數(shù)（NoiseFigure,由于

3、接收機(jī)內(nèi)部噪聲的加入，會(huì)使得輸出端的 信號(hào)噪聲比降低，所以噪聲系數(shù)值一定大于， 而噪聲指數(shù)NF值則大于0dB,噪聲系數(shù)級(jí)連公式,III.混頻器,混頻器頻譜分析,射頻電路鏡頻抑制,典型混頻器的指標(biāo),混頻器的非線性失真,IV.頻率合成器,頻率合成器在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用,鎖相式頻率合成器原理框圖,頻率合成器的相位噪聲,V.WCDMA功率放大器,功率放大器是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中非常重要的組成部分，收發(fā)端的線性放大和頻率變換是保證能夠正確解調(diào)數(shù)字調(diào)制信號(hào)的必要條件。現(xiàn)在通信系統(tǒng)均采用了QPSK,64QAM等線性調(diào)制技術(shù)，這些調(diào)制方法對(duì)功放的非線性特性非常敏感，因而對(duì)放大器有更高的線性要求，以避免對(duì)鄰近信道的干擾

4、，保證調(diào)制的窄帶特性。設(shè)計(jì)具有高度線性的寬帶功率放大器顯得十分必要。 A類放大器具有最好的線性，但效率過(guò)低。A類放大器的偏置使其工作在線性區(qū)域的中間部分，RF信號(hào)不可能超出到非線性區(qū)域。但由于其效率低下，A類放大器一般避免使用。此外還有AB類，B類，C類偏置放大器，這些放大器通過(guò)使放大器工作在更接近截止電流的工作點(diǎn)上達(dá)到較高的效率,功放的非線性-理想線性特性,理想線性放大器,PA,Pin,Pout,非線性放大器典型現(xiàn)象,非線性功率放大器,PA,增益壓縮,功放非線性-導(dǎo)致頻譜擴(kuò)展,線性化-功率回退法,線性化-負(fù)反饋法,線性化-預(yù)失真法,射頻預(yù)失真,基帶預(yù)失真,線性化-前饋法,射頻電路的典型性能,

5、調(diào)制、解調(diào)精度 接收機(jī)靈敏度 鄰道選擇性 阻塞特性分析 WCDMA終端射頻接收機(jī)指標(biāo) WCDMA終端射頻發(fā)射機(jī)指標(biāo),射頻電路的典型性能,I.調(diào)制、解調(diào)精度,在無(wú)線通信系統(tǒng)中，通常用矢量調(diào)制誤差（EVM）來(lái)表征調(diào)制器和解調(diào)器的精度,矢量調(diào)制誤差（EVM）是衡量接收機(jī)解調(diào)特性的一 個(gè)重要指標(biāo)。WCDMA終端技術(shù)協(xié)議給出了EVM指標(biāo)的 定義： 設(shè)接收機(jī)在一個(gè)時(shí)隙T內(nèi)的輸出波形為V(t),0tT， 而理想輸出波形應(yīng)為S(t)，0tT，則EVM可表示為,影響接收機(jī)EVM指標(biāo)的主要因素有,正交解調(diào)器移相誤差，即I、Q相位不平衡； 正交解調(diào)器幅度誤差，即I、Q幅度不平衡； 通道濾波器幅頻特性失真； 通道濾波

6、器相頻特性失真； 本振相位噪聲的影響； 非線性產(chǎn)物的影響,增益誤差導(dǎo)致EVM惡化,II.接收機(jī)靈敏度指標(biāo)分析,靈敏度是衡量接收機(jī)在一定條件下能夠接收弱信號(hào)的能力，它與諸多因素有關(guān)。例如，在不同的誤碼率、信噪比等條件及不同的接收環(huán)境（靜態(tài)、多徑信道模型）情況下靈敏度概念和數(shù)值可能各不相同。 射頻接收機(jī)的靈敏度主要由噪聲系數(shù)、解調(diào)精度和接口匹配決定,解調(diào)門限,WCDMA接收靈敏度示意圖,III.鄰道選擇性,中頻聲表面波濾波器的鄰道抑制29dB,IV.阻塞特性分析,帶內(nèi)阻塞是指在有用信號(hào)功率為-104dBm，阻塞點(diǎn)頻信號(hào)功率為-46dBm（偏離10MHz）以及阻塞譜信號(hào)為-46dBm（偏離20MHz

7、）時(shí)，誤碼率小于0.001。該指標(biāo)對(duì)接收機(jī)前端的非線性和射頻本振（RF LO）的相位噪聲都提出了較高的要求。 帶外阻塞指標(biāo)決定了接收機(jī)抵御其他系統(tǒng)干擾的能力，它決定于接收機(jī)的預(yù)選濾波器特性。LO相位噪聲的相互混頻也會(huì)影響其阻塞效果。故帶外阻塞指標(biāo)主要由鏈路的線性、濾波特性和本振的相位噪聲共同影響,在有強(qiáng)干擾時(shí)，本振對(duì)相噪對(duì)信號(hào)的影響,協(xié)議中討論雙音阻塞指標(biāo)時(shí)提到在偏離信號(hào)10MHz處存在點(diǎn)頻信號(hào)-46dBm，此時(shí)信號(hào)電平為-114dBm。則有倒易混頻公式，容易計(jì)算出本振在偏離中心10MHz處，分辨率帶寬取3.84MHz時(shí)，相位噪聲應(yīng)低于-125dBc/Hz,WCDMA接收機(jī)阻塞模板,V.WCD

8、MA終端射頻接收機(jī)指標(biāo),接收靈敏度：-125dBm； 鄰道選擇性：-93dBm(SF=128、BER=0.001、 -41dBm5MHz）； 阻塞特性：-104dBm（SF=128、BER=0.001、 點(diǎn)頻-46dBm10MHz、譜-46dBm20MHz） 相位噪聲 ：-130dBc/Hz1MHz (RF LO)； -100dBc/Hz100kHz(IF LO)； I/Q輸出阻抗幅度：600mV(高阻,VI.WCDMA終端射頻發(fā)射機(jī)指標(biāo),最大發(fā)射功率：30dBm; 最小發(fā)射功率：-30dBm; 功率控制動(dòng)態(tài)范圍：50dB； 占用帶寬：5MHz； 矢量誤差幅度（EVM）：17.5%； 鄰道泄露功率比（ACLR）：45dB(5MHz)； 50dB(10MHz) 帶外輻射特性,一種簡(jiǎn)單鏈路預(yù)算方法,pp.201數(shù)字通信-基礎(chǔ)與應(yīng)用 （二版）B. Skalar,鏈路余量與可用率,一個(gè)實(shí)例-衛(wèi)星鏈路預(yù)算,課堂作業(yè),試分配各項(xiàng)參數(shù)如下： EIRP設(shè)為 45dBm。Gr = 30dB。 對(duì)于4QAM或QPSK方式, (Eb/n0)req =10.5dB（BER=1e-6）, R=76.2dB（即在28MHz帶內(nèi)具有42Mbits/s的信號(hào)碼率，頻帶效率1.5bits/s，升余滾