射频技术射频链路

IL=0.5or3dBGain=200or23dB增益与衰减(dB)第1页/共56页12021/10/10星期日第2页/共56页22021/10/10星期日几路典型收/发机原理框图第3页/共56页32021/10/10星期日直接调制发射机原理框图超外差发射接收机原理框图数字中频发射机原理框图超外差射频接收机原理框图零中频射频接收机原理框图数字中频接收机原理框图几路典型收/发机原理框图第4页/共56页42021/10/10星期日(I)直接调制发射机原理框图优点：结构简单，器件少，成本低；缺点：I/Q相位的幅度和相位不平衡不易调节，易造成较大的载波泄漏和边带泄漏第5页/共56页52021/10/10星期日(II)超外差发射机原理框图优点：低频调制器具有更好的幅频特性；功放和本振有很好的隔离；缺点：所需元件多，增加噪声，增加发射机的复杂度、体积、功耗和成本。第6页/共56页62021/10/10星期日(III)数字中频发射机原理图优点：调制精度高，射频电路设计简单；缺点：对基带要求较高，目前成本较高，功耗大。第7页/共56页72021/10/10星期日(IV)超外差射频接收机原理框图第8页/共56页82021/10/10星期日(V)零中频射频接收机原理框图第9页/共56页92021/10/10星期日(VI)数字中频接收机原理框图第10页/共56页102021/10/10星期日射频电路的典型单元第11页/共56页112021/10/10星期日WCDMA移动终端收发信机框图超外差发射机原理框图低噪声放大器混频器频率合成器WCDMA功率放大器射频电路的典型单元第12页/共56页122021/10/10星期日I.WCDMA移动终端收发信机框图第13页/共56页132021/10/10星期日II.低噪声放大器描述一个系统（如接收机）内部噪声大小，可以用噪声系数（NoiseFactor）F来表示，或者取其对数值，变成噪声指数（NoiseFigure）ＮＦ。由于接收机内部噪声的加入，会使得输出端的信号噪声比降低，所以噪声系数Ｆ值一定大于１，而噪声指数NF值则大于0dB第14页/共56页142021/10/10星期日第15页/共56页152021/10/10星期日噪声系数级连公式第16页/共56页162021/10/10星期日III.混频器第17页/共56页172021/10/10星期日混频器频谱分析第18页/共56页182021/10/10星期日射频电路镜频抑制第19页/共56页192021/10/10星期日典型混频器的指标第20页/共56页202021/10/10星期日混频器的非线性失真第21页/共56页212021/10/10星期日IV.频率合成器频率合成器在通信系统中的应用第22页/共56页222021/10/10星期日锁相式频率合成器原理框图第23页/共56页232021/10/10星期日频率合成器的相位噪声第24页/共56页242021/10/10星期日

第25页/共56页252021/10/10星期日V.WCDMA功率放大器

功率放大器是现代通信系统中非常重要的组成部分，收发端的线性放大和频率变换是保证能够正确解调数字调制信号的必要条件。现在通信系统均采用了QPSK,64QAM等线性调制技术，这些调制方法对功放的非线性特性非常敏感，因而对放大器有更高的线性要求，以避免对邻近信道的干扰，保证调制的窄带特性。设计具有高度线性的宽带功率放大器显得十分必要。

A类放大器具有最好的线性，但效率过低。A类放大器的偏置使其工作在线性区域的中间部分，RF信号不可能超出到非线性区域。但由于其效率低下，A类放大器一般避免使用。此外还有AB类，B类，C类偏置放大器，这些放大器通过使放大器工作在更接近截止电流的工作点上达到较高的效率。第26页/共56页262021/10/10星期日功放的非线性-理想线性特性理想线性放大器PAPinPout第27页/共56页272021/10/10星期日非线性放大器典型现象非线性功率放大器PA增益压缩第28页/共56页282021/10/10星期日输入输出第29页/共56页292021/10/10星期日功放非线性-导致频谱扩展第30页/共56页302021/10/10星期日线性化-功率回退法第31页/共56页312021/10/10星期日线性化-负反馈法第32页/共56页322021/10/10星期日线性化-预失真法射频预失真基带预失真第33页/共56页332021/10/10星期日线性化-前馈法第34页/共56页342021/10/10星期日射频电路的典型性能第35页/共56页352021/10/10星期日调制、解调精度接收机灵敏度邻道选择性阻塞特性分析WCDMA终端射频接收机指标WCDMA终端射频发射机指标射频电路的典型性能第36页/共56页362021/10/10星期日I.调制、解调精度

在无线通信系统中，通常用矢量调制误差（EVM）来表征调制器和解调器的精度。矢量调制误差（EVM）是衡量接收机解调特性的一个重要指标。WCDMA终端技术协议给出了EVM指标的定义：

设接收机在一个时隙T内的输出波形为V(t),0<t<T，而理想输出波形应为S(t)，0<t<T，则EVM可表示为第37页/共56页372021/10/10星期日影响接收机EVM指标的主要因素有正交解调器移相误差，即I、Q相位不平衡；正交解调器幅度误差，即I、Q幅度不平衡；通道滤波器幅频特性失真；通道滤波器相频特性失真；本振相位噪声的影响；非线性产物的影响；第38页/共56页382021/10/10星期日第39页/共56页392021/10/10星期日第40页/共56页402021/10/10星期日第41页/共56页412021/10/10星期日增益误差导致EVM恶化第42页/共56页422021/10/10星期日II.接收机灵敏度指标分析：灵敏度是衡量接收机在一定条件下能够接收弱信号的能力，它与诸多因素有关。例如，在不同的误码率、信噪比等条件及不同的接收环境（静态、多径信道模型）情况下灵敏度概念和数值可能各不相同。射频接收机的灵敏度主要由噪声系数、解调精度和接口匹配决定。第43页/共56页432021/10/10星期日解调门限第44页/共56页442021/10/10星期日WCDMA接收灵敏度示意图第45页/共56页452021/10/10星期日III.邻道选择性射频前段可接收的最小电平允许邻道干扰的最大电平解调门限中频声表面波滤波器的邻道抑制>29dB第46页/共56页462021/10/10星期日IV.阻塞特性分析带内阻塞是指在有用信号功率为-104dBm，阻塞点频信号功率为-46dBm（偏离10MHz）以及阻塞谱信号为-46dBm（偏离20MHz）时，误码率小于0.001。该指标对接收机前端的非线性和射频本振（RFLO）的相位噪声都提出了较高的要求。。带外阻塞指标决定了接收机抵御其他系统干扰的能力，它决定于接收机的预选滤波器特性。LO相位噪声的相互混频也会影响其阻塞效果。故带外阻塞指标主要由链路的线性、滤波特性和本振的相位噪声共同影响。第47页/共56页472021/10/10星期日在有强干扰时，本振对相噪对信号的影响协议中讨论双音阻塞指标时提到在偏离信号10MHz处存在点频信号-46dBm，此时信号电平为-114dBm。则有倒易混频公式，容易计算出本振在偏离中心10MHz处，分辨率带宽取3.84MHz时，相位噪声应低于-125dBc/Hz。第48页/共56页482021/10/10星期日WCDMA接收机阻塞模板第49页/共56页492021/10/10星期日V.WCDMA终端射频接收机指标接收灵敏度：-125dBm；邻道选择性：-93dBm(SF=128、BER=0.001、-41dBm@5MHz）；阻塞特性：-104dBm（SF=128、BER=0.001、

点频-46dBm@10MHz、谱-46dBm@20MHz）相位噪声：-130dBc/Hz@1MHz(RFLO)；

-100dBc/Hz@100kHz(IFLO)；I/Q输出阻抗幅度：600mV(高阻)第50页/共56页502021/10/10星期日VI.WCDMA终端射频发射机指标最大发射功率：30dBm;最小发射功率：-30dBm;功率控制动态范围：>50dB；占用带宽：<5MHz；矢量误差幅度（EVM）：<17.5%；邻道泄露功率比（ACLR）：45dB(5MHz)；50dB(10MHz)带外辐射特性：第51页/共56页512021/10/10星期日一种简单链路预算方法pp.201《数字通信-基础与应用》（二版）B.Skalar链路余量与可用率第52页/共56页522021/10/10星期日一个实例-卫星链路预算第53页/共56页532021/10/10星期日第54页/共56页542021/10/10星期日课堂作业试分配各项参数如下：EIRP设为45dBm。Gr=30dB。对于4QAM或QPSK方式,(Eb/n0)req=10.5dB（BER=1e-6）,R=76.2dB（即在28MHz带内具有42Mbits/s的信号码率，频带效率1.5bit