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用于WCDMA和四频段GSM协议的无线通信发射机系统及关键模块的研究

作 者: 李歆
导 师: 洪志良
学 校: 复旦大学
专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: 无线通信 系统设计 宽带码分多址接入系统(WCDMA) 全球无线通信系统(GSM) 多模 射频 发射机 直接变频
分类号: TN830
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 61次
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内容摘要


随着无线通信事业的蓬勃发展,手机已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。以宽带无线码分多址接入技术(WCDMA)为代表的第三代蜂窝通信技术已在发达国家得到广泛应用,发展中国家虽然仍采用以全球移动通信系统(GSM)为代表的第二代通信系统为主,但是许多国家已跨入了向第三代过渡的时期,因此兼容GSM/WCDMA的多模无线收发机目前拥有十分广阔的市场前景。本论文研究的主要内容就是针对WCDMA/GSM的多模无线发射机。论文以GSM协议和3GPP协议为切入点,首先确定系统设计层面的各项指标。结合芯片的实际运用环境,设计了发射机采用的系统结构。通过计算与仿真相结合的方法确立了发射机各模块的指标。在电路实现时采用相关技术提升了载波抑制及镜像抑制的性能,着重优化了系统线性度以及提高增益控制精度及动态范围。集成的发射机系统包括了片上时钟,数字接口以及发射链路中的各模块,整个设计在SMIC 0.13微米工艺下实现。系统在高频段处(1710MHz—-1980MHz)实现了-3dBm的输出功率。采用QPSK调制信号测试,此功率下对应的ACLR为-43dBc,对应的EVM为2%。单边带测试表明系统能够在整个动态范围内保持-40dBc以下的载波抑制,而镜像抑制比可以达到-42dBc以下。在低频段(825MHz—-915MHz)实现了4dBm的输出功率。采用片上PLL提供时钟,可以在整个输出动态范围内达到-40dBc以下的载波抑制以及-37dBc以下的镜像抑制。利用GMSK信号作为输入信号,4dBm输出时的相位误差为1.8度。本设计已集成在多模无线工程片中。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 引言  8-12
  1.1. 课题研究背景及意义  8-10
  1.2. 论文主要工作  10
  1.3. 论文组织安排  10-12
第2章 无线发射机  12-18
  2.1. 发射机架构  12-14
    2.1.1. 超外差发射机  12-13
    2.1.2. 零中频发射机  13-14
  2.2. 发射机指标  14-18
    2.2.1. 最大功率  14
    2.2.2. 镜像及载波抑制  14-15
    2.2.3. 频谱杂散  15-16
    2.2.4. 邻道抑制  16
    2.2.5. 调制精度  16-18
第3章 系统设计  18-31
  3.1. 系统架构  18
  3.2. WCDMA协议分析与系统设计  18-26
    3.2.1. 协议简介  18-19
    3.2.2. 输出功率及增益控制  19-21
    3.2.3. 邻道及隔道抑制  21-22
    3.2.4. 调制精度  22-24
    3.2.5. 频谱杂散  24-26
    3.2.6. 数字接口  26
  3.3. GSM协议分析及系统设计  26-28
    3.3.1. 协议及基带信号概览  26-27
    3.3.2. 输出功率及增益控制  27-28
    3.3.3. 调制精度  28
    3.3.4. 数字接口  28
  3.4. 系统及模块指标分配  28-31
    3.4.1. 系统指标  28-29
    3.4.2. 射频前端模块  29
    3.4.3. 模拟基带指标  29-31
第4章 电路模块设计  31-44
  4.1. IQ调制器设计  31-35
    4.1.1. 结构分析  31-32
    4.1.2. 电路模块设计  32-35
  4.2. 功率预放大器设计  35-42
    4.2.1. 结构分析  36-38
    4.2.2. 电路设计  38-42
  4.3. 链路的布局与验证  42-44
    4.3.1. 版图布局  42
    4.3.2. 射频链路验证  42-43
    4.3.3. 发射机芯片验证  43-44
第5章 芯片测试结果与分析  44-54
  5.1. 全集成发射机测试结果与分析  44-54
    5.1.1. 高频段模拟通道测试  44-49
    5.1.2. 低频段模拟通道测试  49-52
    5.1.3. 全通道测试  52
    5.1.4. 问题与小结  52-54
第6章 总结与展望  54-55
参考文献  55-57
致谢  57-58

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 发送设备、发射机 > 一般性问题
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