基于數(shù)字中頻的WCDMA發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、發(fā)信機(jī)是通信系統(tǒng)中不可缺少的一部分,而隨著移動(dòng)通信的不斷發(fā)展,發(fā)信機(jī)的發(fā)展也經(jīng)歷了數(shù)次變化,出現(xiàn)了許多經(jīng)典的結(jié)構(gòu),如二次變頻、一次變頻結(jié)構(gòu),以及各通信公司近年來(lái)積極進(jìn)行研究的零中頗結(jié)構(gòu)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展,特別是3G通信技術(shù)的提出,使得早前使用的發(fā)信機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法無(wú)法滿足現(xiàn)代通信的需求,在設(shè)計(jì)中需要有相應(yīng)的革新和變化。
　　 本文基于軟件無(wú)線電的設(shè)計(jì)理念,提出了一種新型的WCDMA數(shù)字中頻發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu),將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)為

2、數(shù)字化的中頻信號(hào)來(lái)處理,并且以FPGA為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字中頻的設(shè)計(jì),這一設(shè)計(jì)理念隨著FPGA的性價(jià)比越來(lái)越高,在降低系統(tǒng)成本上以及增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活度上是有意義的。而針對(duì)WCDMA系統(tǒng)中因?yàn)槭褂妙l率利用率高的調(diào)制方式而導(dǎo)致信號(hào)峰均比高的現(xiàn)象,本文采用了中頻削峰技術(shù),并且對(duì)傳統(tǒng)的一次削峰進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)成為二次削峰,這對(duì)改善信號(hào)的質(zhì)量是有必要的。另外,本文還引入了數(shù)字預(yù)失真結(jié)構(gòu),結(jié)合削峰技術(shù),很大程度上緩解了由于非線性器件,尤其是高功率射頻功率放

3、大器導(dǎo)致的信號(hào)頻率再生、帶內(nèi)失真等問(wèn)題,同時(shí)也提高了系統(tǒng)的效率。
　　 本文設(shè)計(jì)的WEDMA發(fā)信機(jī)系統(tǒng),主要包括數(shù)字和模擬射頻兩個(gè)主要部分的設(shè)計(jì)。在內(nèi)容安排上,文中首先對(duì)第三代移動(dòng)通信的背景和特征進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,并且通過(guò)WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)引出發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及面臨的問(wèn)題,提出了本課題的選題意義。接著對(duì)數(shù)字中頻部分和模擬射頻部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)討論分析:在數(shù)字中頻部分,對(duì)數(shù)字中頻基本理論、削峰以及數(shù)字預(yù)失真的基礎(chǔ)知識(shí)作了介紹,給

4、出數(shù)字中頻部分的結(jié)構(gòu)并且使用Matlab對(duì)每一部分進(jìn)行了仿真:在模擬射頻部分,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的討論,確定了發(fā)射鏈路的基本結(jié)構(gòu),并使用ADS對(duì)重要參數(shù)進(jìn)行了仿真分析。
　　 最后是硬件實(shí)現(xiàn)和測(cè)試結(jié)果:包括在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該考慮的阻抗匹配問(wèn)題以及PCB板電磁兼容問(wèn)題,實(shí)測(cè)分析了ACLR、EVM、SEM和雜散這四個(gè)重要的參數(shù),其中ACLR的指標(biāo)在5MHz處達(dá)到-60dBc左右,而EVM指標(biāo)達(dá)到11.5,結(jié)果表明設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)完全滿足3