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基于OFDM的WiMAX RF系统设计
http://www.cww.net.cn 2011年6月9日 07:38 维库电子
同时,通过一单片放大器将 SE7051L10 输出本振放大到0 dBm,单片放大器也有利于提高本振的输入输出隔离度。 通过收发通道的预算,合理地完成功放及低噪放设计。 3 系统工作流程 系统采用时分双工工作方式,当基带控制的收发开关信号为高电平时,系统工作在发时隙,基带送出的I、Q 信号经调制、上变频、功率放大和中频、射频滤波后经开关由天线发射至接收端。 在接收端,基带控制的收发开关信号此时为低高电平,系统工作在收时隙,接收的射频信号经开关、低噪放、下变频、相应射频、中频滤波,解调出I、Q 基带信号送至基带信号处理单元。 4 主要技术指标的实现与指标分配 4.1 发射功率的实现 由于系统的基带采用OFDM 调制技术,OFDM是无线通信系统中的一项关键技术,是一种多载波传输技术。 多载波传输技术相对于单载波传输技术而言有很多优点,例如抗多径干扰,抗突发噪声和有效地克服频率选择衰落。但OFDM 技术的一个主要缺点就是具有很高的峰均功率比(PAPR) ,高的峰值容易引起非线性失真。 同时,由于系统采用较高的64QAM 等调制方式,对系统的线性要求较高,针对以上问题,在设计及选用器件时,为保证系统工作在线性区域,所有器件均要求在其P1 dB回退10 dB工作。 功放设计的难点主要是末级功放的设计,本系统末级功放选用SIRENZA公司生产的SZA5044,其输出P1 dB为29 dBm,功率回退10 dB,其输出线性功率为19 dBm。 功放末级有一无源收发开关、抑制谐波分量的低通滤波器及MCX 插座,其插入损耗总和为1. 6 dB,在插座输出口输出的线性功率为 17. 4 dBm,满足设备技术指标要求;同时,SZA5044的增益为28 dB,为保证设备技术指标16 dBm 功率输出,SZA5044 输入功率要求-9 dBm。 功放前级的射频开关、数控衰减器及滤波器的插入损耗总和为4. 4 dB,要求TRF2436 的线性功率输出- 4. 6 dBm,TRF2436 其输出P1 dB为22 dBm,线性功率输出12 dBm,满足技术指标要求。 4.2 发射通道ALC的实现 由于系统针对点对多点设计,基站的AGC 不能工作,基站的接收增益相对固定。 为保证系统正常通信,基站端通过测试上行接收基带I、Q 的功率电平,与标准I、Q 的功率电平比较,计算出功率误差,送至用户端,通过软件开环控制用户端上行的发射功率;为保证有足够的动态,以适应衰落的影响,指标规定用户端的ALC 控制范围大于50 dB,步径1 dB。 本系统的ALC 由SE7051L10 提供30dB ALC 控制范围,步径1 dB;同时,数控衰减器提供28 dB 的ALC 控制范围,步径 4 dB,在实际应用中,实际测试一ALC 控制表格,按实际衰减量从小到大排列,步径1 dB,通过安捷仑公司的89601 软件实际测量发射功率电平,同时保证在50 dB 的动态范围内,发射的相对矢量误差小于- 31 dB。 在正常工作时,基带软件根据当前ALC 控制信号所在控制表格的位置和基站测量的功率误差,动态调整用户端发射功率,保证系统正常工作。 4.3 发射机EVM指标实现 发射机相对矢量误差是衡量发射机综合技术指标之一,由基带I、Q 的正交误差、幅度平衡,本振的相位噪声,混频器和功放(PA) 线性技术指标和系统频偏等决定。 针对本射频系统而言,I、Q 的正交误差主要通过PCB 板I、Q 信号走线严格等长来控制;幅度平衡可通过运算放大器的增益控制电阻来调整; 由于本射频系统选用TRF2436 作为二次混频的主芯片,混频器集成在芯片内部,无法控制;发射EVM 主要由本地振荡器的相位噪声决定。 通过合理选用VCTCXO,优化环路滤波器等措施,保证射频本地振荡器的相位噪声指标满足-88 dBc@1 kHz、-90 dBc@10 kHz,从而保证TRF2436输出最终功率0 dBm时,其相对矢量误差达到- 34. 5 dB;对本系统而言,功放的合理设计决定了发射机相对矢量误差。 5小结
编 辑:高娟 联系电话:010-67110006-853
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