基于數字中頻的WCDMA發(fā)信機設計.pdf

1、發(fā)信機是通信系統(tǒng)中不可缺少的一部分,而隨著移動通信的不斷發(fā)展,發(fā)信機的發(fā)展也經歷了數次變化,出現(xiàn)了許多經典的結構,如二次變頻、一次變頻結構,以及各通信公司近年來積極進行研究的零中頗結構。但是隨著技術的發(fā)展,特別是3G通信技術的提出,使得早前使用的發(fā)信機系統(tǒng)結構以及傳統(tǒng)的設計方法無法滿足現(xiàn)代通信的需求,在設計中需要有相應的革新和變化。
　　 本文基于軟件無線電的設計理念,提出了一種新型的WCDMA數字中頻發(fā)信機結構,將射頻信號轉為

2、數字化的中頻信號來處理,并且以FPGA為平臺實現(xiàn)數字中頻的設計,這一設計理念隨著FPGA的性價比越來越高,在降低系統(tǒng)成本上以及增加系統(tǒng)設計靈活度上是有意義的。而針對WCDMA系統(tǒng)中因為使用頻率利用率高的調制方式而導致信號峰均比高的現(xiàn)象,本文采用了中頻削峰技術,并且對傳統(tǒng)的一次削峰進行了適當改進成為二次削峰,這對改善信號的質量是有必要的。另外,本文還引入了數字預失真結構,結合削峰技術,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、大器導致的信號頻率再生、帶內失真等問題,同時也提高了系統(tǒng)的效率。
　　 本文設計的WEDMA發(fā)信機系統(tǒng),主要包括數字和模擬射頻兩個主要部分的設計。在內容安排上,文中首先對第三代移動通信的背景和特征進行了簡要介紹,并且通過WCDMA系統(tǒng)結構引出發(fā)信機結構的發(fā)展以及面臨的問題,提出了本課題的選題意義。接著對數字中頻部分和模擬射頻部分的設計進行了詳細討論分析:在數字中頻部分,對數字中頻基本理論、削峰以及數字預失真的基礎知識作了介紹,給

4、出數字中頻部分的結構并且使用Matlab對每一部分進行了仿真:在模擬射頻部分,通過對系統(tǒng)設計參數的討論,確定了發(fā)射鏈路的基本結構,并使用ADS對重要參數進行了仿真分析。
　　 最后是硬件實現(xiàn)和測試結果:包括在設計過程中應該考慮的阻抗匹配問題以及PCB板電磁兼容問題,實測分析了ACLR、EVM、SEM和雜散這四個重要的參數,其中ACLR的指標在5MHz處達到-60dBc左右,而EVM指標達到11.5,結果表明設計參數指標完全滿足3