射頻技術(shù)射頻鏈路

IL=0.5or3dBGain=200or23dB增益與衰減(dB)第1頁/共56頁12021/10/10星期日第2頁/共56頁22021/10/10星期日幾路典型收/發(fā)機原理框圖第3頁/共56頁32021/10/10星期日直接調(diào)制發(fā)射機原理框圖超外差發(fā)射接收機原理框圖數(shù)字中頻發(fā)射機原理框圖超外差射頻接收機原理框圖零中頻射頻接收機原理框圖數(shù)字中頻接收機原理框圖幾路典型收/發(fā)機原理框圖第4頁/共56頁42021/10/10星期日(I)直接調(diào)制發(fā)射機原理框圖優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，器件少，成本低；缺點：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第5頁/共56頁52021/10/10星期日(II)超外差發(fā)射機原理框圖優(yōu)點：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：所需元件多，增加噪聲，增加發(fā)射機的復雜度、體積、功耗和成本。第6頁/共56頁62021/10/10星期日(III)數(shù)字中頻發(fā)射機原理圖優(yōu)點：調(diào)制精度高，射頻電路設計簡單；缺點：對基帶要求較高，目前成本較高，功耗大。第7頁/共56頁72021/10/10星期日(IV)超外差射頻接收機原理框圖第8頁/共56頁82021/10/10星期日(V)零中頻射頻接收機原理框圖第9頁/共56頁92021/10/10星期日(VI)數(shù)字中頻接收機原理框圖第10頁/共56頁102021/10/10星期日射頻電路的典型單元第11頁/共56頁112021/10/10星期日WCDMA移動終端收發(fā)信機框圖超外差發(fā)射機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第12頁/共56頁122021/10/10星期日I.WCDMA移動終端收發(fā)信機框圖第13頁/共56頁132021/10/10星期日II.低噪聲放大器描述一個系統(tǒng)（如接收機）內(nèi)部噪聲大小，可以用噪聲系數(shù)（NoiseFactor）F來表示，或者取其對數(shù)值，變成噪聲指數(shù)（NoiseFigure）ＮＦ。由于接收機內(nèi)部噪聲的加入，會使得輸出端的信號噪聲比降低，所以噪聲系數(shù)Ｆ值一定大于１，而噪聲指數(shù)NF值則大于0dB第14頁/共56頁142021/10/10星期日第15頁/共56頁152021/10/10星期日噪聲系數(shù)級連公式第16頁/共56頁162021/10/10星期日III.混頻器第17頁/共56頁172021/10/10星期日混頻器頻譜分析第18頁/共56頁182021/10/10星期日射頻電路鏡頻抑制第19頁/共56頁192021/10/10星期日典型混頻器的指標第20頁/共56頁202021/10/10星期日混頻器的非線性失真第21頁/共56頁212021/10/10星期日IV.頻率合成器頻率合成器在通信系統(tǒng)中的應用第22頁/共56頁222021/10/10星期日鎖相式頻率合成器原理框圖第23頁/共56頁232021/10/10星期日頻率合成器的相位噪聲第24頁/共56頁242021/10/10星期日

第25頁/共56頁252021/10/10星期日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)制信號的必要條件?，F(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)制方法對功放的非線性特性非常敏感，因而對放大器有更高的線性要求，以避免對鄰近信道的干擾，保證調(diào)制的窄帶特性。設計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，這些放大器通過使放大器工作在更接近截止電流的工作點上達到較高的效率。第26頁/共56頁262021/10/10星期日功放的非線性-理想線性特性理想線性放大器PAPinPout第27頁/共56頁272021/10/10星期日非線性放大器典型現(xiàn)象非線性功率放大器PA增益壓縮第28頁/共56頁282021/10/10星期日輸入輸出第29頁/共56頁292021/10/10星期日功放非線性-導致頻譜擴展第30頁/共56頁302021/10/10星期日線性化-功率回退法第31頁/共56頁312021/10/10星期日線性化-負反饋法第32頁/共56頁322021/10/10星期日線性化-預失真法射頻預失真基帶預失真第33頁/共56頁332021/10/10星期日線性化-前饋法第34頁/共56頁342021/10/10星期日射頻電路的典型性能第35頁/共56頁352021/10/10星期日調(diào)制、解調(diào)精度接收機靈敏度鄰道選擇性阻塞特性分析WCDMA終端射頻接收機指標WCDMA終端射頻發(fā)射機指標射頻電路的典型性能第36頁/共56頁362021/10/10星期日I.調(diào)制、解調(diào)精度

在無線通信系統(tǒng)中，通常用矢量調(diào)制誤差（EVM）來表征調(diào)制器和解調(diào)器的精度。矢量調(diào)制誤差（EVM）是衡量接收機解調(diào)特性的一個重要指標。WCDMA終端技術(shù)協(xié)議給出了EVM指標的定義：

設接收機在一個時隙T內(nèi)的輸出波形為V(t),0<t<T，而理想輸出波形應為S(t)，0<t<T，則EVM可表示為第37頁/共56頁372021/10/10星期日影響接收機EVM指標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；第38頁/共56頁382021/10/10星期日第39頁/共56頁392021/10/10星期日第40頁/共56頁402021/10/10星期日第41頁/共56頁412021/10/10星期日增益誤差導致EVM惡化第42頁/共56頁422021/10/10星期日II.接收機靈敏度指標分析：靈敏度是衡量接收機在一定條件下能夠接收弱信號的能力，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。射頻接收機的靈敏度主要由噪聲系數(shù)、解調(diào)精度和接口匹配決定。第43頁/共56頁432021/10/10星期日解調(diào)門限第44頁/共56頁442021/10/10星期日WCDMA接收靈敏度示意圖第45頁/共56頁452021/10/10星期日III.鄰道選擇性射頻前段可接收的最小電平允許鄰道干擾的最大電平解調(diào)門限中頻聲表面波濾波器的鄰道抑制>29dB第46頁/共56頁462021/10/10星期日IV.阻塞特性分析帶內(nèi)阻塞是指在有用信號功率為-104dBm，阻塞點頻信號功率為-46dBm（偏離10MHz）以及阻塞譜信號為-46dBm（偏離20MHz）時，誤碼率小于0.001。該指標對接收機前端的非線性和射頻本振（RFLO）的相位噪聲都提出了較高的要求。。帶外阻塞指標決定了接收機抵御其他系統(tǒng)干擾的能力，它決定于接收機的預選濾波器特性。LO相位噪聲的相互混頻也會影響其阻塞效果。故帶外阻塞指標主要由鏈路的線性、濾波特性和本振的相位噪聲共同影響。第47頁/共56頁472021/10/10星期日在有強干擾時，本振對相噪對信號的影響協(xié)議中討論雙音阻塞指標時提到在偏離信號10MHz處存在點頻信號-46dBm，此時信號電平為-114dBm。則有倒易混頻公式，容易計算出本振在偏離中心10MHz處，分辨率帶寬取3.84MHz時，相位噪聲應低于-125dBc/Hz。第48頁/共56頁482021/10/10星期日WCDMA接收機阻塞模板第49頁/共56頁492021/10/10星期日V.WCDMA終端射頻接收機指標接收靈敏度：-125dBm；鄰道選擇性：-93dBm(SF=128、BER=0.001、-41dBm@5MHz）；阻塞特性：-104dBm（SF=128、BER=0.001、

點頻-46dBm@10MHz、譜-46dBm@20MHz）相位噪聲：-130dBc/Hz@1MHz(RFLO)；

-100dBc/Hz@100kHz(IFLO)；I/Q輸出阻抗幅度：600mV(高阻)第50頁/共56頁502021/10/10星期日VI.WCDMA終端射頻發(fā)射機指標最大發(fā)射功率：30dBm;最小發(fā)射功率：-30dBm;功率控制動態(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：第51頁/共56頁512021/10/10星期日一種簡單鏈路預算方法pp.201《數(shù)字通信-基礎與應用》（二版）B.Skalar鏈路余量與可用率第52頁/共56頁522021/10/10星期日一個實例-衛(wèi)星鏈路預算第53頁/共56頁532021/10/10星期日第54頁/共56頁542021/10/10星期日課堂作業(yè)試分配各項參數(shù)如下：EIRP設為45dBm。Gr=30dB。對于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的信號碼率，頻帶效率1.5bit