TD-LTE基站上行射频链路的研究

论文摘要

LTE（Long Term Evolution,长期演进）,自2004在3GPP（The3rd Generation Partnership Project）的多伦多会议上被提出以来,从没有像现在这么引人关注。虽然3G还没有完全普及,但这丝毫不会影响大家对LTE的追捧。本论文以TD-LTE为研究对象,尝试以3GPP对于LTE的技术规范和要求为依据,去设计TD-LTE基站接收机的射频单元电路。本论文以介绍基站系统的组成和发展为切入点,引入对射频系统结构的讨论。在讨论和对比了超外差,零中频,镜像抑制等几种主流的接收机结构的优缺点后,给出了本文选择零中频结的三方面理由。本文的设计工作主要分四步完成：1)分析3GPP协议对于LTE系统的规范要求,提取出针对TD-LTE基站接收机的射频特性要求。2)接着借助ADS2008进行链路预算,将基站的射频特性要求转化为接收机功能模块电路的设计指标。3)按照电路指标要求进行电路设计并制作实物。4)对实物进行关键射频指标测试,并分析测试结果。测试结果表明本文所设计的TD-LTE基站接收机的射频单元电路基本满足预期的指标要求。本论文始终是以理论研究和分析指导工程实践,在详细分析了3GPP对于TD-LTE基站射频特性的规范后,成功地设计了总体指标基本满足要求的TD-LTE基站接收机的射频单元电路。同时本文在设计过程中还提出了一种新的基于阻抗拟合手段设计抗混叠滤波器的方法,这种抗混叠滤波器设计方法有效的提高了设计效率,具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 LTE的特点及发展背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的结构
• 1.4 本文的创新性工作
• 1.4.1 零中频结构用于TD-LTE基站接收机
• 1.4.2 提出一种新的设计抗混叠滤波器的方法
• 第二章 TD-LTE基站系统概述
• 2.1 移动通信基站简介
• 2.1.1 基站的发展历程
• 2.1.2 基站系统的组成
• 2.1.3 基站射频系统的组成
• 2.2 TD-LTE基站射频系统设计及框架
• 2.2.1 LTE基站射频单元的新要求
• 2.2.2 TD-LTE基站射频单元的结构
• 2.2.3 本设计的主要工作
• 2.3 本章小结
• 第三章 射频系统结构分析与选择
• 3.1 超外差一次变频接收机
• 3.2 超外差二次变频接收机
• 3.3 零中频接收机
• 3.4 镜像抑制接收机
• 3.5 数字中频接收机
• 3.6 射频结构的选择
• 第四章 LTE基站射频指标分析及定量计算
• 4.1 LTE通用射频指标
• 4.1.1 工作频段
• 4.1.2 信道带宽
• 4.1.3 信道配置
• 4.2 TD-LTE基站接收机射频特性
• 4.2.1 参考灵敏度功率
• 4.2.2 动态范围
• 4.2.3 信道内选择性
• 4.2.4 邻道选择性和窄带阻塞
• 4.2.5 接收机杂散辐射
• 4.2.6 接收机的交调抑制
• 4.3 TD-LTE基站接收机射频指标定量计算
• 4.3.1 噪声系数
• 4.3.2 增益
• 4.3.3 本振泄漏
• 4.3.4 线性度
• 4.3.5 干扰抑制
• 4.3.6 TD-LTE基站接收机射频指标要求
• 4.4 本章小结
• 第五章 TD-LTE基站接收机射频电路设计
• 5.1 TD-LTE基站接收机射频指标的链路预算
• 5.1.1 零中频结构接收机的关键问题
• 5.1.2 TD-LTE基站接收机射频指标的链路预算
• 5.2 TD-LTE基站接收机射频子模块电路设计与制作
• 5.2.1 LNA子模块电路设计
• 5.2.2 DSA子模块电路设计
• 5.2.3 混频子模块电路设计
• 5.2.4 ADC驱动子模块电路设计
• 5.2.5 抗混叠补偿电路设计
• 5.2.6 PCB布局和走线
• 5.3 本章小结
• 第六章 接收机射频系统的测试和结果分析
• 6.1 关键仪器准备
• 6.2 LNA单板测试
• 6.2.1 噪声测试
• 6.2.2 S参数测试
• 6.3 整板测试
• 6.3.1 增益和带内平坦度测试
• 6.3.2 带外抑制测试
• 3测试'>6.3.3 IIP₃测试
• 6.3.4 增益步进测试
• 6.4 实测结果与设计指标对比
• 总结和展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢