[硕士论文精品]wimax射频前端的研究与设计

重庆邮电大学硕士论文摘要摘要WIMAX全球微波接入互操作是项无线城域隔I时，在上边带边缘F2处作输入、输出匹配的结构设计能允许直流偏置。在理想情况下。可得到G。且SLLS220。通常，初始设计时假设S12O。接着考虑SLL和S22，变化结构，使增益在频率范围内平坦。4、KO，因此”JF移相900后变成T，T，VAT二竽COSOLO一M，一二COS09WQ。弦63二二将V。，和VBT相加后的输出为FVCQVBTCOSOLO一64可以看出，镜像抑制的原理在于所需的射频信号和镜像干扰信号位于本振信号的两边，他们和本振信号混频后取出的差拍信号频率，一个为正，一个为负。而90。移相对频率为OLO一国”0的信号有不同的作用结果，叠加后即可抑制镜像干扰。这种结构要真正做到抑制镜像干扰的关键有两点一是两条支路必须完全一致，其中包括本振信号的幅度，混频器的特性，低通滤波器的特性都必须一致。二是正交要精确，即两路的本振信号要精确地相差900。否则镜像频率不可能完全抑制。612WEAVER镜像抑制结构另外一种结构称作WEAVER结构，如图62所示。在这个结构中，用第二个正交混频代替900移相器。射图62WEAVER结构镜像抑制中频输出在图62结构中，由于第二次混频后的中频不为零，也就可能存在镜频干扰的问题。为了消除第二次混频的镜像干扰，第一次混频后的低通滤波器应该用带通滤波器，也可以选用L02RF类似于零中频的方案，或者采用重庆邮电人学硕十论文第六章镜像抑制的研究其他措施。62HARTLY改进型结构镜像抑制性能分析针对前面在HARTLY结构中提到的，要更好的做到抑制镜像干扰，TQ信道的正交性对镜像抑制性能影响很大，然而要做到IQ信道的完全正交，并不太容易。本节采用一种数模混合的方法来增加HARTLY结构的镜像抑制性能。在低中频接收机的结构中，各种文献提出了很多方法来提高IQ正交通道的匹配。比如在文献42】中使用了改变相移的方法；在文献【43】中则使用了微调谐及修整模拟电路的方法；文献44】，【45】中介绍了一种双正交下变频电路，这种电路使得模拟电路对于相位不匹配来说更加健壮。文献【46】和【47】中介绍了一种数字逼近的方法来修正正交信道的失配；在文献【48】中，一种复杂的最小均方LMS算法和改进的自适应噪声去除模型用来补偿失配，但是这种方法计算量太大了。621混合镜像抑制电路结构简图般来说，镜像抑制接收结构通过模拟电路来进行。在本章中，提出了一种模拟和数字混合抑制镜像的结构来进行镜像抑制。这种结构的电路不像传统般的方法使用纯粹的模拟技术来实现。这种方法既使用模拟技术又利用数字信号处理技术来抑制镜像干扰。这种结构采用了改进的HARTLY镜像混频电路以及一个数字镜像抑制处理单元。改进的HARTLY镜像抑制混频电路的镜像抑制能力与没有被改迸的HARTLY结构的镜像抑制能力差别不大，但是其提供了两个数字输出，一个输出为期望得到的信号，另一个数字输出为镜像信号。图63为其结构示意图。I一一一_盈磊。磊F一一一III习；匮蘸卜橱箩驯一R娶EJ。NONCU篡匿P”“LIJ“X“卜叫”IJ图63混合镜像抑制结构60重庆邮电人学硕十论文第六章镜像抑制的研究在图63所示的结构中，射频信号由天线接收，然后通过射频前端，生成一个低中频带通信号，此带通信号被送入到混合镜像抑制结构去抑制镜像信号。图63中的数字镜像抑制处理单元中，混合接收机首先使用模拟设备来测量失配程度，然后通过数字式补偿失配从而达到抑制镜像的效果。这种结构可以极大地放宽对模拟电路的要求，并且能达到一个较好的镜像抑制效果。622改进型HARTLY镜像抑制结构我们讨论的混合镜像抑制接收结构其实可以被分为两个部分，一部分为改进的HARTIY镜像抑制混频，另外一部分则为数字镜像抑制处理部分。改进的HARTLY镜像抑制混频产生两个数字输出信号爿和巩，这里信号爿代表期望得到的信号，风则是表示镜像信号。图64改进的HARDY结构镜像抑制混频改进的HARTLY镜像抑制混频结构的框图如图64所示。这种模拟和数字混频结构电路其实是一个HARTLY结构的变种。射频信号1I,。F由两个正交的本振信号混频下变频到一低中频带，经过IF中频带通滤波后，下边幅信号相对于上边幅信号改变900的相位。两个带通AD转化器将通过中频采用技术产生两个基带数字信号1491。数字输出信号AE通过相加两个信号得到，而曰，则通过上边幅信号减去下边幅信号而得到。重庆邮电人学硕十论文第人章镜像抑制的研究623改进型HARTLY镜像抑制结构的输出理想状态中，输出信号爿应该是我们希望得到的信号，既是镜像信号。但是由于在模拟设备中的不完全正交，信号A中同时包含了我们所需要的信号和镜像信号，不过期望信号远比镜像信号大同理，信号巩中的信号也是期望信号和镜像信号的混合信号，其中镜像信号分量大于期望信号。为了更进一步理解A和风中信号的内容，可以分别用公式来推导它们。假设射频信号K。F由65式所表示圪F孵S，弦叫豫，E“65这里吼是实部标记。在这右边等式中，第一项是期望的信号，第二项是镜像信号。S，和I0是它们的等效基带表示法，。和分别为它们的载波频率。一殷来说，双，和“，都是复数，能表示成S，肌，66，F葺，痧，67上两式中XS，和Y，分别为SF的实部和虚部，同样，Z，和Y几是“F的实部和虚部。不失一般性，其混频运算可以假设为下变频。这就意味着SOLOOL0一FOIDIF，其中0LO为本振频率，IF为低中频。射频信号以。F乘以本地振荡信号且虑除掉高频，可以得到信号NV。X，FC。SDR一亍1Y，FSINM，F寻FC。SF了1Y，FSINCO，FF吼吾“F吾水J寻Y一吾蹦FH一。假设增益失配和相位失配分别为M，0M为幅度比值，口为角度差值，那么相应的，我们可以将信号V，。F乘以，LCOSCOCO9000。虑除掉高频成分，可以得到V；袱，C。S，900目一LMY,，SINOIFT900目丢懈，小一691、COSCOTFF900一目去，TSINCZKF一900一口经过900的移相后，可以得到信号VB如下所示B；册FCOSOJOLT印；MY,OSINA,驴T研一；加F。OSN一印一；啷FSILLNK一刃；。叫【慨F00SP一慨FSIR印懈FSINO慨，SM回一幔，COSOMY,FS血印6ZOJTM,TSINOMY,TOOSOD。“重庆邮电大学硕士论文第六章镜像抑制的研究从式68和式610，可以得到离散时间等效的基带信号EATLIE日。E去TNT“，只N一只”】611昙【，R吒聆COS口一月L”HSIN口一，C。S口，巩盯SIN口】，。612JREXNSIN0MY，NCOS0MXNSIN0MY,NCOSO】上式中N是离散时自J的下标。最后，输出信号爿和BE可以分别计算出来4巳岛如T”，觚FNC。S一一戳”SJN口”一HCOS口，科“SIN印JY,NMY,NCOSOMXNSINOY,NMY,NCOSO。MX,NSINO613S”HD“岛E一岛XXN一腻,NCOSO”巩，崎SIN日，OMRNCOSO一，毗功SINOO以，OMYXNCOSONCNSINOZ功一MY,NCOSOTROCNSINI明614吩S力，功式中啊J1LMCOSO，J1所SIN口岛J1一LMCOSO，J1所SIN臼式613中可以看出期望信号增益是H，镜像信号增益为2。另外可从614中看出期望信号的增益是矗2，而镜像信号为H，。通常来说，随着M趋近于1，口趋近于。有JII吃I。这样，输出信号彳以期望信号为主，而巩则是以镜像信号为主。624改进型HARTLY镜像抑制结构的镜像抑制比为了验证结构的性能，我们定义了镜像抑制T；LIRRIMAGEREJECTIONRATIO，其定义为信号输出时“期望信号对镜像信号功率的LT；值”比上输入时“期望信号对镜像信号功率的比值”。9,613中，可以得到如下等式哦业甓糍铲髀蕊M22MCOSOLGILAEIS615“月12N12】I缟12研22COS口17重庆邮电大学硕士论文第八章镜像抑制的研究注意到上式中的肌如有着与原HARTLY镜像抑制结构一样的性能501。图65单级镜像抑制示意图为了提高改进后的HARTLY镜像抑制结构的镜像抑制比IRR，在模拟部分的失配须在数字部分补偿起来。所以，在数字镜像抑制处理单元，通过消除改进后的HARTLY结构中输出信号AE的镜像信号而达到补偿失配效果。如图65所示的框图，这个部分包括一个相关系数处理单元、个乘法器、一个减法器。首先，由相关系数处理单元通过计算信号爿E和风的相关系数P来测量在模拟部分的失配程度。假设期望信号S，和镜像信号“，不相关。从613和614可以得到占【以占。】NASH2L胛如S疗如，胛】矗岛E0S胛L】矗嚏E4，胛12】ELLA。12】EHLSNT121N厅S”，”】L啊12E1SH12IN2E1，N|2】上式中E，】是期望值【5。对于相关系数，可以按照下面的计算得出P揣蒜黑黯篙豫鼎伶，S，上式中的P仅仅取决于模拟部分的失配程度。在取得P之后，我们可以估计得出信号AE中的镜像信号，其为输入信号BE乘以P。所以从输入信号AE中减去估算的镜像信号即可得到输出信号Y，从613、614以及616中，可以得到吨嗍耥HL坝卅揣嘶，陋尽管这样相减也会减弱我们所需的期望信号，但是这样更加抑制了镜重庆邮电人学硕十论文第六章镜像抑制的研究像信号。输出信号Y。的镜像抑制比馏凡计算如下式LRRY。比I硝618通过级联一个单级的镜像抑制处理单元和一个改进的HARTLY镜像抑制结构，可以的到输出信号Y。的镜像抑制LPIRR，此时得到的效果是单独使用改进的HARTLY镜像抑制结构的立方。这可以比较一下6】5和618，其相应的图如66、67所示。口G丑暴露噬档IGL66HARTLY结构IRR与改进型HARTLY结构模数混合IRR对比三维图M08HARTLY结构改进前后010“HAAIY结构改进前后LRR随伊变化对比图IRR睫M变化对比图，、角度失配扩比些丑暴嚣噬牲，一图67HARTLY结构IRR与改进型HARTLY结构模数混合IRR对比二维图时丽一时可甩IL一IL匝上卅重庆邮电人学硕十论文第章镜像抑制的研究625级联的改进型HARTLY镜像抑制结构为了提高镜像抑制比朋R的效果，可以采用多级镜像抑制单元。如图68所示数字式期孥信号镜像信号分离器数字式朋龌信号镜像信号分离器三圆好且一勰信蝴黼B一徽铋蝴器R1一J1J图68多极镜像抑制示意图图69数字期单信号、镜像信号分离器示意图从上图中可以看到多级的数字期望信号一镜像信号分离器与一个单级的镜像抑制单元级联再一起，形成了多级镜像抑制结构。其中的每一级别的数字期望信号一镜像信号分离器都用来更进一步将期望信号与镜像信号分离开来。从理论上来说，通过级联更多的数字期望信号一镜像信号分离器就可以得到越来越好的镜像抑制比。图68显示的是数字期望信号一镜像信号分离器的结构示意图。这个结构是单级镜像抑制单元的改进结构，在这个结构中相关系数处理单元这两种结构是相同的。相对于原来的输出信号彳。这个结构中还增加了额外的输出信号B。，生成B。，是为了加强下级输入所需的镜像信号。为了检验这个单元的功能，我们可以按下面的推导得出输出信号A。和B。设定A，。爿E，B，。B，A爿EI，B曰E从式617中，可以直接计算出信号A1如下式K铲揣岭揣似咖揣盯净重庆邮电大学硕士论文第章镜像抑制的研究调换一下AE和巩的顺序，结合相关系数的共轭复数，可以很容易地得到第一级的输出信号B1如下式础吒坟一器耥似咖黠盯睁Z重写式619和620司得如F式以1吃1SN巩。，胛621玩1巩1B“玩1，N如亍J磊622式中非器班揣因为IHOOIII,1L，LL也I，所以输出信号爿EII中的期望信号较之它的输入信号AE要多一些，其另外一个输出信BE1中的镜像信号较之它的输入信号既也要多一些。按照此方法，同理可以推出第二缴分离器的输出AF2见2S月2，N623艮2乩2SN见2，”624式中见2也”I2目。M2L刚2牡篇按照这种方法，可以通过使用更多的数字式期望信号一镜像信号分离器成功地分离出更好的期望信号及镜像信号。最后，利用单级的分离器更进一步在输出信号中减去镜像信号而得到满意的输出信号。从62】、622中，可以得到每一级分离器的输出信号的镜像抑制比是输入信号的镜像抑制比的立方，据此，可以计算出整个结构最终输出信号虼。的镜像抑制比IRRRR。E3“DB62567里鏖坚生厶堂亟丝皇蔓盔童堡堡塑型堕旦童一式中P为改进的HARTLY结构镜像抑制比单位DB，N为级联的级数包括最后一级。对于多级的镜像抑制处理单元来说，较之单级的镜像抑制结构，多级需要有比较强的计算能力，但是多级的镜像抑制能力要强很多A63本章小结本章在传统的镜像抑制结构HARTLY基础上，提出了种HARTLY构的变种，单独的这种结构并没有带来镜像抑制性能的提高，但利用这种结构的数字输出，结合后面的数字处理单元及多级处理，分析和推导后表明这种方法能很好地提高镜像抑制比。重庆邮电人学硕十论文第七章功率放火器线性化第七章功率放大器线性化IEEE80216E中的功率放大器必须提供更大功率和更好的线性度，而且必须能处理更高的峰均功率比PAPR。最终结果是功率放大器将消耗更多功率并且效率更低。要开发效率更高、线性度更好的功率放大器不简单，特别是对功耗非常关键的移动应用来说。很可能需要采用一些线性化方法，以便实现高线性度和高效率。功放线性化技术从原理上分主要有两大类一类是通过获得功率放大器非线性特性来消除功率放大器输出信号中的互调干扰分量，这类线性化技术主要包括前馈技术、负反馈技术和预失真技术等另一类是通过输入幅度恒定的信号给功率放大器来避免非线性失真，如L1NC等技术就属于这类线性化技术。本章将对预失真线性化技术的基本工作原理与特点进行分析讨论及仿真验证。71功率放大器非线性失真描述711振幅振幅、振幅相位非线性特性功率放大器最基本的非线性描述方法之一是它的振幅失真，结果导致其非线性转移特性。若假设功率放大器是无记忆的，即其输出电压是其输入电压的瞬时函数，并且其非线性很弱大多数通信系统的倩况，则输出电压，可以用输入电压VI，的级数表示为VOKKY,2BK71注意对于线性功放，所有的岛都为零I2，3，并且7I中F的表示式忽略了功放的相位特性，此相位特性导致输出相对于任意输入信号的相位变化。放大器另一种相位失真即；信号通过功率放人器时会产生一定的相移，相移的大小随输入功率的大小而变化。幅相失真是增益压缩直接结果的表现结果。电路进入饱和后，幅相失真将非常的严重。在通信系统中，幅相失真将使系统的群时延失真，微分相位、微分增益和交调失真变坏。同时，幅相失真的存在将使输出的信号中存在调相分量，产生杂波干扰。重庆邮电大学硕十论文第七章功率放人器线性化712功率放大器非线性失真模型SALEH模型射频频段功率放大器，一般分为行波管功率放大器和固态功率放大器。目前的无线通信系统中大多采样固态射频功率放大器，因此固态功率放大器的非线性模型本应该是是本章所讨论的对象。然而，通过对行波管功率放大器和固态功率放大器的典型AMAM转换特性曲线对比分析发现固态功率放大器和行波管功率放大器的区别很小，对比它们的AMPM特往曲线时，两者有一些的差距，相比较而言，固态功率放大器的AMPM转换特性要小一些。但是在许多文献在研究射频功率放大器线性化技术时都是以SALEH模型为基础展开的，然后将其结果直接推广到固态功率放大器中。所以，在本章中还是以SALEH模型为基础来展开讨论和验证仿真。SALEH通过对测试特性曲线进行数据拟合，提出了如下式所示的实验模型1，这就是著名的功率放大器SALEH模型。，椰为烈锄2为72其中，厂1是AMAM变换，G是AMPM变换，A是输入信号的幅度，尾，成分别是待定系数。72预失真线性化技术简介预失真技术是概念上较简单的线性化技术。预失真是在信号放大之前对信号按照一定的规律进行“预先失真”，以便最终输出信号中的失真分量尽可能地小，对功率放大器的线性化起到很好的效果。预失真技术在电路中就表现为增加了一个预失真器。这个预失真器的作用就是产生与原信号相对应的失真信号。因为这种失真是在信号被放大之前，故称之为“预失真信号”。预失真技术一般分为三种，一为射频预失真，也叫微波预失真，它是对射频信号进行纠正。二是中频预失真，这种方法是把预失真使用在中频上，它的效率高但是精度没有第一种方法高。这两种方法在原理上很类似，有时也把它们归为一种方法。另外一种方法是基带预失真技术，即对基带输入信号进行预失真，主要应用了DSP技术，把预失真系数存在DSP中，并且引入反馈，构成自适应预失真方法。基带预失真工作频率低，因此可以用数字电路实现。自适应预失真线性化技术的研究方向主要是在算法选择、性能研究和硬件的实现上，用来提高系统的功率效率、频谱效率和减小系统的复杂度与几何尺寸。在本节只对射频预失真进行研究。预失真技重庆邮电人学硕士论文第七章功率放人器线性化术功放成本低、功耗小、电路结构简单，在直放站中具有一定的优势。在预失真RF功率放大器中，放大器性能的好坏主要取决于预失真器的特性，好的预失真器可以大大提高功率放大器的线性度，更好地抑制频谱再生。73预失真线性化技术基本原理PD预失真器翌盔塞笪；PA功率放大器H月JTO。，图71预失真放大器的基本原理从传递函数的角度考虑，上图模型中，PA为非线性放大器，PD为用于补偿PA放大信号的校正网络一预失真器。PD产生一个非线性失真信号，再输入功率放大器PA，那么预失真的信号失真可以部分抵消PA中产生的非线性失真。不难知道，PA为非线性的，PD也是非线性的。假设放大器PA的传递函数为H。IHAO,LE归佃，如果总的传递函数HK为常数线性放大器，那么HH。H日K73那么，HO万J可81即则为预失真器PD的传递函数。这就是预失真1月AL，O月法使得网络线性化的思想。预失真功放的实现原理也可以由图72所示，预失真器的作用就是对输入信号产生一个失真作用，该失真信号正好可以和射频功率放大器产生的非线性失真互补，这样就可以在输出端得到放大但没有失真的信号。图72预失真线性功率放大器的实现原理目前，常用的射频预失真网络是消除功率放大器的三阶交调分量，称为三阶模拟预失真器。对于一个通信系统，三阶交调分量是主要失真信号，重庆邮电大学硕十论文第七章功率放大器线性化一如果把三阶交调分量消除到同相邻高次分量如五阶交调相等或略低，就可以取得较好的线性化效果。1984年，NOJIMA等使用二极管完成了一个二阶模拟预失真器【521。后来出现的三阶模拟预失真系统基本是以此为原型的。系统中最基本的器件是三阶非线性扰动器，它可以产生与功率放大器三阶失真信号相反的三阶扰动信号，从而可以在输出端抵消该失真分量。74预失真线性化技术在ADS中的验证741三阶、五阶交调失真系数仿真电路图通过前面对预失真的介绍以及WIMAX参数的设置，在ADS中建立一个预失真线性化的系统仿真电路。功率放大器选择前面接收系统中第一级混频后的放大器。具体电路以及参数设置如图73所示，图74是图73的说明。图73三阶、五阶交调失真系数优化仿真图亡亡互C互丁C丁此仿真电路的主要作用是求出三阶交调以及五阶交调失真系数，利用ADS的优化器得到最优化的三阶、五阶交调失真补偿系数R然后将此系数送入复增益调节器，让复增益调节器根据三阶、五阶交调失真系数对放大器的输入信号进行预失真。从而达到对放大器的线性化。重庆邮电大学硕论文第七章功率放人器线性化图74仿真模块说明图742三阶、五阶交调失真系数及预失真仿真结果女DOR押C_D_洲INLKTL孙OR_C一DLR_L删、叁占，OPT,MUMAFPHA_3QDOPL,MUMBETO_3RD丽一一一一1J【婴趱避警塑堕避笠鳖盐堕剥O；,T,MUMAJPHA_STHOPT,MUMBETASM二二二IM2一J1岍一I盟登缝翟监LJ鲤塑【塑盏墼逍警堂】型坐LNLLLLSP_帅_RFPRKILATLL“8A舭AH州孵_L巾MRFP啊州A_JIL_一一一JJ一矗R斗”MHZ自MHZ图75三阶、五阶交调失真系数优化仿真结果图从上面的结果可以看到，三阶、五阶交调失真系数从开始的初设值001油埔枷。G；一KU啪哺哪LIX；I0重庆邮电大学硕士论文第七章功率放人器线性化经过8步迭代仿真计算，按照优化目标，得出了最优值，分别为0219、0507、0097、一0233。另外，我们看图74下面两个预失真输出频谱图左面的输出频谱图是使用预设的交调失真系数001，几乎相当于没有加预失真器，可以当作没有经过预失真器线性化调整前功率放大器的输出频谱，它的三阶交调输出功率为一L51DBM，五阶交调输出功率为一286DBM。经过优化的预失真系数的调节后，三阶交调功率达到一47，3DBM，五阶交调功率达到一443DBM，三阶交调和五阶交调失真分别改善了32DB和16DB。仿真结果表明，经过射频预失真线性化处理后，三阶交调和五阶交调失真均得到明显改善，射频功率放大器的线性度得到明显提高。74316QAM中的仿真电路图为了验证前面设计的预失真器以及测量出更多的参数，可以将射频源换成16QAM调制信号，并且将已经得到的优化三阶、五阶交调仿真系数代入到电路图中。其相应的电路图如图75所示裂二。回”嚣箸等“,ION”A_JN。“LNLI”固。三RFTP_0M12H岍JHLOB，帖IO狮_中O图76预失真放大器在16QAMQB的仿真电路图重庆邮电人学硕士论文第七章功率放人器线性化74416QAM中的仿真结果图RNI州一MODULM_RF“M嗍懈M王二二二工二J二王二二工二二二口二一1|挪榔瓣赫难黠懒_工二士二工二E二葚JE七毒J二三二二J二二TJJO02030柏6070柏。O11012013014011110图77预失真系数为初始化时的射频载波实时图匣矗8呻曲L呻倒BH。“VM4H“Y缸ITC3团却韩“QO嶂叫唧RVR啊D咂乍_1LOVERCHANNELACPRUPPERCHANNELACPR图78设胃方程求出ACPR邻近信道功率比船篇I滕”“畔“”团POUTMAGVFUND_OUT“2100同PMPP“匣矗PKJOVFPB吐PO酬M州PA埘团P叫D帅1一B州M钾州P“J瑚ENVELOPEPOWERWTTAVER叫ETIMEWR旷硼耵IL6卜L。MRR_川。UKU11川削“MLLLULLLLILIII7F州MI州洲、110删胛啊U4MII_H洲呷WYF州W10LN7I1UYUTIMEU贽CPEAKTOAVE1INEARPEAKTOAVEDB图79设置方程求出PAPR峰均功率比重庆邮电大学硕十论文第七章功率放火器线性化图710输入输出功率频谱图从上面的仿真结果图可以看出，通过使用预失真的线性化技术后，放大器的线性化得到了极大的改善，其测量出来的参数ACPR邻近信道功率比己达到50DB，已经满足WIMAX系统的要求了。但是参数PAPR为52DB，这个值距离WIMAX的系统要求还有一定的距离。所以如何迸一步提高PAPR值需作更进一步的研究。75本章小结针对WIMAX中放大器提出的高线性化的要求，本节研究了一种射频预失真的功放线性化技术，并且利用优秀的射频仿真软件ADS进行了参数的优化设计仿真。仿真结果表明，使用射频预失真线性化技术确实能改善功率放大器的线性化。另外，由于时间关系，本章只是从理论上讨论和验证了预失真线性化技术，没有在实践上去做研究，本章一些电路图中的元器件或者模块都是直接使用ADS的模块器件，为了完善这部分工作，以后的工作可以在这个基础上完成这些模块的设计与分析，从而构成一个比较完善的系统。76重庆邮电人学硕士论文第8章结论及未来的下作81结论第八章结论及未来的工作本论文是基于当|JI正在兴起的WIMAXIEEE80216E标准，所做的工作是对“基于M1MOOFDM的WIMAX系统性能测试的研究”项目中射频部分工作的展开。通过学习WIMAXIEEES0216E的理论知识，尤其是射频部分的知识，体会到了其射频前端的设计难点。在论文的前期理论研究阶段，查阅国内外关于WIMAX的相关资料，消化吸收先进的理论知识，比较充分地了解整个系统的框架结构。比较全面地掌握了系统中各个模块的原理及技术难点；在论文的实践阶段对基于WIMAXIEEES0216E标准射频前端的关键技术和设计难点进行详述并根据其对射频前端参数要求，提出了一些关键元器件关键参数的优化方案，使研究符合标准的需求，其次了解学习射频仿真软件ADS，能够熟练应用此软件设计符合要求的RF电路，使这些理论和仿真结果能够应用到实际的无线通信系统中去。经过不断地努力学习和工作，论文取得了一定的进展和成果，总结如下1、全面认识了WIMAX，IEEE80216系列的发展现状及其发展路线，了解了各种标准的技术参数和所对应的技术领域，通过对IEEE80216E技术优势的分析对其应用前景作出了展望。2、比较深入地理解无线通信系统中射频前端电路，详细地讨论了各种典型无线接收机射频前端结构，得出了在具体情况下使用何种结构的结论。3、根据WIMAXIEEE80216E对射频部分的要求，按照射频前端参数分析设计的方法重点分析设计出来了WIMAXEEE80216E射频部分的射频链路各具体参数并且利用仿真验证了设计。4、比较详细地讨论了WIMAXIEEE80216E射频部分的电路设计难点，着重提出了应用于WIMAXIEEE802，16E射频部分的电路结构，包括FDD，TDD，HFDD体系，IFIIQ基带模型及RF接口。5、比较深入地理解了射频电路各模块的工作原理和各个模块的作用及设计方法，在此基础上设计了个射频带通滤波器，并使用仿真软件对参数进行了优化仿真，仿真结果表明，优化的参数能提升元器件的性能。6、提出了一种改进型的HARTLY结构的镜像抑制结构，并且针对IQ不正重庆邮电大学硕十论文第8章结论及未来的T作交影响镜像抑制度的情况提出了一种数模混合方法来改善镜像抑制性能。经过分析和推导得出这种方法对镜像抑制的性能有很大地改善。7、重点讨论了WIMAXIEEE80216E射频部分对功率放大器线性的要求，提出了使用预失真技术来解决功率放大器非线性的方法，使功率放大器能比较好地满足WIMAXIEEE80216E射频部分的要求。82未来的工作WIMAXIEEE80216E标准是一种新的、复杂的全球标准，这个标准推出来没有多久，现阶段成熟的产品不多，相关的研究文献也不是很多，这在一定的程度上对本论文的开展增加了一些难度。同时，这也说明本文还存在着更加广阔的研究空间，限于具体的实验条件以及实际的研发能力，本文对WIMAXIEEE80216E射频前端的研究还存在不断改进和完善的地方，以下为本文今后进一步完善和研究的方向L、WIMAX将在全世界范围内得到应用，而各国各地区的RF频带和规则都不尽一样，因此解决方案必须要足够灵活从而能满足不同的需要。应用于WIMAX的RF体系结构正在研究中。尤其是IF和IQ基带结构，因此今后应该加强这方面的研究。2、对WIMAX射频前端的研究与设计，本文只设计仿真了一个模块，今后有可能迸一步研究别的RF前端电路及其模块，甚至可以研究WIMAX的单片集成电路。3、因为射频电路一般工作频率较高所以其元器件的性能参数非常重要，而且随着频率升高，电路元器件一些寄生效应有可能出现，影响整个设计质量，对于这个问题需要在实践中进步完善所学理论。4、使用ADS进行电路仿真并不能达到最理想的设计要求，需要在此基础上进行电路优化，而些设计经验需要在不断的实践中慢慢积累。5、本文中搭建系统中所使用的一些元器件都是直接使用ADS中标准库中间的器件，所以今后的工作可能把这些不标准器件用具体的电路来实现，完成系统级一器件级一电路级一版图级从顶向下的设计流程，使所做的工作能运用到实践当中去。6、本文分别对系统和元器件分别进行了讨论，也对某些元器件某个性能优化在系统中的应用进行了分析讨论，但是还没有把所有讨论的元器件都揉合到整个系统中统分析讨论，这也是未来的工作之一。重庆邮电人学硕士论文致谢致谢衷心感谢我的导师潘武教授对本人的精心指导和热切关心，导师渊博的知识、严谨的作风、宽阔的胸怀深深地感染学生，将使我终生受益。另外，我要感谢实验室的师兄弟妹们。他们给了我很多的帮助。还要感谢光电学院的领导和老师以及学校研究生部的老师们，给了我一些学习的机会。同时，要感谢南洋理工大学的ASSOCIATEPROFESSORLAWCHOILOOKGUANYONGLIANG，FUCHENGPENG。在南洋理工大学学习期间他们在我的学习，生活上给与了很大的帮助，在此表示感谢。最后，我要感谢我的家人和朋友，尤其是我的妻子和儿子，是他们的关心和支持使我能顺利地完成学业。重庆邮电大学硕士论文参考文献参考文献【1】JOYLASKARMODERNRECEIVERFRONTENDSSYSTEMSCIRCUITSANDINTEGRATIONNEWJERSEYJHONWILEYSONSPUBLISHER20042743【2】陈邦援射频通信电路北京科学出版社，20021351503】黄智伟无线发射与接收电路设计，北京北京航空航天大学出版社，2004814【4】JOHANJANSSENSCMOSCELLULARRECEIVERFRONTENDSFROMSPECIFICATIONTOREALIZATIONNEWYORKKLUWERACADEMICPUBLISHER20022129【6】7】101113JCRUDELLANDPGRAYRECENTDEVELOPMENTINHIGHINTEGRATIONMULTISTANDARDCMOSTRANSCEIVERSFORPERSONALCOMMUNICATIONSYSTEMSATALKGIVENINNTUEE张萌等无线接收机的系统结构电路与系统学报，2001，61199102】彭艺频射频电路的单片集成电子器件，2002，252178182李智群，王志功零中频射频接收机技术电子产品世界，2004，76972】ROBERTAIGNER，HIGHPERFORMANCERFFILTERMADEINACMOSFACTORYBAW世界电子元器件，2004，33841【14】王彦等数字中频接收机的设计于实现电讯技术，2004，54144【15】张国艳等CMOS射频集成电路的研究进展微电子，2004，344377389【16】ENZC，CHENGYMOSTRANSISTORMODELINGFORRFICDESIGNIEEEJOFSOLIDSTATECIRCUITS20003518620LF171TRIANTISDP，BIRBASAN，KONDISDTHERMALNOISEMODELINGFORSHORTCHANNELMOSFETSIEEETRANSACTIONSONELECTRONDEVICES19964319501955【L8PILJAEPARK，CHEONSOOKITN，HYUNKYUYULINEARITY，NOISEOPTIMIZATIONFORTHESTAGERFCMOSLNAPROCEEDINGSOFIEEEELECTRICALANDELECTRONICTECHNOLOGY20012756758F191LEETHCMOSRFNOLONGERANOXYMORONGALLIUMARSENIDEINTEGRATEDCIRCUITGAASICSYMPOSIUM1997244247201CHUNBINGGUOAMONOLITHIE900一MHZCMOSWIRELESSTRANSCEIVERPHDDISSERTATIONOFHONGKONGUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY20012425R211DKWEAVERATHIRDMETHODOFGENERATIONANDDERECTIONOFSINGLESIDEBANDSIGNALSPROCEEDINGSOFIRE1956441703170522】CHUNBINGGUO，FULLYINTEGRATEDIMAGEREJECTIONCHIWALO，YUWINGCHOI，HSUI，KANT，LEUNGD，CHANA，LUONGHCA900一MHZCMOSWIRELESSRECEIVERWITHOILCHIPRFANDIFFILTERSAND79DBIEEEJOFSOLIDSTATECIRCUITS2002371084一L089231JCRUDELL，JJOU，TBCHO，GCHIEN，FBRIANTI，JAWELDON，ANDPRGRA3A19一GHZWIDEBANDIFDOUBLECONVERSIONCMOSRECEIVERFORCORDLESSTELEPHONEAPPLICATIONSIEEEJOFSOLIDSTATECIRCUITS1997，322071208824JJACQUESCRUDELL，JEFFREYAWELDON，JIAJJUNNOU，LILIN，PAULGRA3AN重庆邮电人学硕论文参考文献INTEGRATEDGSMDECTRECEIVERDESIGNELECTRONICSRESEARCHLABMEMORANDUM。1998【25】VIZMULLERPETERRFDESIGNGUIDESYSTEMS，BOSTONARTECHHOUSE1995SPECIFICATIONSUCBCIRCUITS，ANDEQUATIONS【26】ZARGARIM，SUDK，YUECP，RABIIS，WEBERD，KACZYNSKIBJ，MEHTASS，SINGHKMENDISSWOOLEVBAA5一GHZCMOSTRANSCEIVERFORIEEE80211AWIRELESSLANSYSTEMSIEEEJOFSOLIDSTATECIRCUITS2002，3716881694【27】CHARLESCHIENDIGITALRADIOSYSTEMSONACHIPASYSTEMSAPPROACHBOSTONKLUWERACADEMICPUBLISHERS200L281IEEE80216ERFSPECIFICATIONNEWYORK200529】谢显中TDD模式与第三代移动通信系统现代电信科技，20002【30】梁青，张晓燕，刘毓基于TDMATDD的MAC协议西安邮电学院学报，200113L】丁方乐FDDTDD在我国移动通信业务中的规划和应用中国无线电，2004832】郭俭TDD与FDD在第三代移动通信系统中的应用当代通信，200121【33】PENGFEIZHANG，THAINGUYEN，LAMC，GAMBETTAD，SOORAPANTHT，BAOHONGCHENG，HARTS，SEVERI，BOURDIT，THAMA，RAZAVIBA5GHZDIRECTCONVERSIONCMOSTRANSCEIVERIEEEJOFSOLIDSTATECIRCUITS2003，3822322238【34】ZARGARIM，SUDK，YUECP，RABIIS，WEBERD，KAEZYNSKIBJ，MEBTASS，SINGHK，MENDISS，WOOLEVBAA5GHZCMOSTRANSCEIVERFORIEEE80211AWIRELESSLANSYSTEMSIEEEJOFSOLIDSTATECIRCUITS20023716881694351SAMAVATIH，RATEGHIIR，LEETHA5GHZCMOSWIRELESSLANRECEIVERFRONTENDIEEEJOFSOLIDSTATECIRCUITS200035765772【36】ADSUSERMANUAL2006【37】ULRICHLROHDE，DAVIDPNEWKIRK无线应用射频微波电路设计北京电子工业出版社，2004【38REINHOLDLU