WCDMA无线直放站关键电路的研制

论文摘要

第三代移动通信技术已成为国内外移动通信领域的研究热点,现有主要的3G标准有WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA。无论采用哪种标准的无线通信技术,射频前端的技术的应用都不可或缺。直放站作为移动网络覆盖的重要补充己经在第二代移动通信系统中得到了广泛的应用,它在有效增强网络覆盖面积和覆盖强度的同时降低了运营商的网络建设成本。WCDMA系统中大动态范围、低噪声、多码传输、线性调制等特性向射频系统的设计提出挑战。本文着重对WCDMA无线选频直放站射频收发前端的关键技术进行了研究,并研制成实物,通过调试和测试使所研制的设备符合国家相关标准要求。本文主要内容有:1.结合相关理论,阐述了采用超外差结构的系统方案及工作原理,并作可行性论证。2.给出了系统关键电路的具体实现方式,其中主要包括低噪声放大电路,本振锁相环电路以及功率放大器电路,并使用了模拟预失真技术来提高功率放大器的线性度。3.介绍了直放站的一些主要指标的测试方法,并给出测试结果,测试结果满足相关3GPP标准,验证了本文的设计是成功的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略字表
• 第一章 绪论
• 1.1 WCDMA 移动通信标准
• 1.1.1 WCDMA 移动通信中射频接收技术简介
• 1.1.2 无线信道的传输与接收
• 1.2 WCDMA 直放站概述
• 1.3 本文的主要研究内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 论文的主要工作和内容安排
• 第二章 无线收发信机系统设计的基本原理
• 2.1 接收机的架构
• 2.1.1 超外差接收机
• 2.1.2 零中频接收机
• 2.1.3 镜像抑制技术接收机
• 2.1.4 射频数字化接收机
• 2.1.5 亚采样接收机
• 2.1.6 各种接收机结构的比较
• 2.2 无线收发机的主要射频特性
• 2.2.1 接收机的动态范围
• 2.2.2 接收机的噪声特性
• 2.2.2.1 噪声种类
• 2.2.2.2 噪声系数
• 2.2.3 接收机的灵敏度
• 2.2.4 接收机的线性度
• 2.2.4.1 1-dB 压缩点和三阶交调点
• 2.2.4.2 邻道抑制比（ACRR）
• 2.2.5 主要存在的干扰现象
• 2.2.5.1 内部杂散响应
• 2.2.5.2 混频器非线性引起的干扰
• 2.3 本章小结
• 第三章 WCDMA 选频直放站总体设计及分析
• 3.1 系统主要指标要求及功能要求
• 3.2 总体方案的设计
• 3.2.1 系统框图和工作原理
• 3.2.2 系统方案设计可行性论证
• 3.2.2.1 系统动态范围及无杂散动态范围
• 3.2.2.2 系统灵敏度和噪声系数指标
• 3.2.2.3 系统线性度指标
• 3.2.2.4 无线信道与路径损耗
• 3.2.2.5 镜像抑制及中频抑制指标
• 3.2.2.6 带外增益指标
• 3.2.2.7 矢量幅度误差（EVM）和峰值码域误差（PCDE）
• 3.2.3 系统方案重要指标的仿真论证
• 3.3 本章小结
• 第四章 WCDMA 选频直放站部分关键电路的设计与实现
• 4.1 接收模块主要电路的设计与实现
• 4.1.1 低噪声放大器（LNA）模块的设计
• 4.1.1.1 放大器指标分析
• 4.1.1.2 低噪声放大器的实现
• 4.1.2 本振模块的设计
• 4.1.2.1 本振模块指标的提出
• 4.1.2.2 本振锁相环电路的实现
• 4.1.3 其他关键器件的选取
• 4.1.3.1 通用放大器的选取
• 4.1.3.2 混频器的选取
• 4.1.3.3 滤波器的选取
• 4.1.4 接收模块的实现
• 4.2 发射模块主要电路的设计与实现
• 4.2.1 模拟预失真方案的提出
• 4.2.1.1 预失真技术的基本原理
• 4.2.1.2 预失真电路的实现
• 4.2.2 主功放的设计
• 4.2.2.1 器件的选取
• 4.2.2.2 末级功放的设计与实现
• 4.2.3 发射模块的实现
• 4.3 自动电平控制（ALC）电路的设计与实现
• 4.3.1 基本工作原理
• 4.3.2 ALC 电路的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 WCDMA 选频直放站的测试结果与分析
• 5.1 测试环境
• 5.2 系统主要性能指标的测试与分析
• 5.2.1 邻近信道泄漏比（ACLR）
• 5.2.2 带内波动
• 5.2.3 带外增益
• 5.2.4 输入互调
• 5.2.5 矢量幅度误差（EVM）和峰值码域误差（PCDE）
• 5.2.6 噪声系数
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果