【摘要】：全數(shù)字發(fā)射機是一種新型的發(fā)射機結(jié)構(gòu),它將目標信號經(jīng)過模擬載波調(diào)制和數(shù)字脈沖映射后量化為全數(shù)字射頻信號,經(jīng)過數(shù)字功放后通過天線發(fā)射出去。這種發(fā)射機具有集成度高、功耗低和抗干擾能力強等優(yōu)勢,且可以在低DAC精度下實現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)發(fā)射。論文就現(xiàn)有的全數(shù)字發(fā)射機結(jié)構(gòu)進行改進,針對發(fā)射機并行化結(jié)構(gòu)設(shè)計、發(fā)射信號ACLR性能優(yōu)化、寬載頻發(fā)射等方面展開詳細研究。論文的主要工作如下:第一,對射頻信號發(fā)射機結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀進行詳細分析。分析比較模擬發(fā)射機、部分數(shù)字發(fā)射機和全數(shù)字發(fā)射機結(jié)構(gòu)與特點;分析了現(xiàn)有的兩種將模擬基帶信號量化為數(shù)字射頻信號的調(diào)制技術(shù):PWM調(diào)制器和Sigma-Delta調(diào)制器,對它們的結(jié)構(gòu)、分類與優(yōu)缺點進行簡要闡述,為方案設(shè)計提供理論依據(jù)。第二,設(shè)計出一種二階帶通并行化Sigma-Delta結(jié)構(gòu)的全數(shù)字發(fā)射機。設(shè)計的核心在于改進傳統(tǒng)調(diào)制器結(jié)構(gòu),實現(xiàn)一種噪聲抑制頻率任意可調(diào)的Sigma-Delta結(jié)構(gòu),提升了帶外噪聲抑制能力;運用這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)10.4448GHz的高速數(shù)據(jù)信號的40路并行調(diào)制,通過高速數(shù)字接口將調(diào)制量化后的單比特射頻信號直接輸出,從而可以實現(xiàn)并行化數(shù)字信號的發(fā)射;最后進行發(fā)射機鏈路的性能仿真,結(jié)果表明發(fā)射信號可以滿足0.4GHz～3GHz的寬載頻要求且ACLR性能可達60dBc以上。第三,完成全數(shù)字發(fā)射機在硬件平臺上的波形實現(xiàn)與測試。結(jié)合論文設(shè)計的射頻信號全數(shù)字發(fā)射機方案完成硬件實現(xiàn),并詳細描述了鏈路中主要單元的結(jié)構(gòu)、功能與處理流程;在實驗室環(huán)境下對頻段、發(fā)射功率、ACLR、信噪比等參數(shù)進行測試,結(jié)果表明發(fā)射信號頻段可以滿足0.4GHz～3GHz的寬載頻要求,且ACLR性能在48dBc左右,滿足設(shè)計需要。綜上所述,論文設(shè)計并驗證了二階帶通并行化Sigma-Delta結(jié)構(gòu)的射頻信號全數(shù)字發(fā)射機方案,實現(xiàn)了寬載頻范圍內(nèi)的實時并行化數(shù)字信號發(fā)射,提升了信號帶外噪聲抑制能力,對全數(shù)字發(fā)射機結(jié)構(gòu)研究具有一定的參考意義。
【圖文】：

逑３．３．１全數(shù)字發(fā)射機總體鏈路方案設(shè)計逡逑首先給出射頻信號全數(shù)字發(fā)射機設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)框圖，，如圖３－１所示，逡逑Ｖ逡逑邐帶通限帶？－邋ＤＰＡ邐ＧＴＨ邋Ｓｌｇｌ＾＾ｅｌｔａ逡逑！逡逑ｊ邋信號源邋一？邋６４ＱＡＭ邋＋邋ＯＦＤＭ邋｜？上采樣一？上變頻逡逑邐邋邐邋邐＇ｌ邋邐邐逡逑｜邐栙！！逡逑圖３－１射頻信號全數(shù)字發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖逡逑下面分別分析上述結(jié)構(gòu)框圖中各個單元的功能和設(shè)計思路。其中Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ逡逑調(diào)制算法主要用于將模擬信號數(shù)字化，是全數(shù)字發(fā)射機鏈路中的核心單元，將在逡逑后面的小節(jié)中詳細介紹。逡逑３．３．１．１基帶調(diào)芾丨Ｊ逡逑首先對給定的模擬信號源進行基帶調(diào)制，輸入信號分別進入６４ＱＡＭ調(diào)制和逡逑ＱＦＤＭ調(diào)制兩個單元，對目標信號進行多次調(diào)制可以有效提高發(fā)射信號的抗干擾逡逑能力。正交幅度調(diào)制（ＱＡＭ）是在兩個正交載波上對幅度進行調(diào)制，這種調(diào)制方式逡逑可以充分利用信號帶寬，也有抗噪聲能力強的優(yōu)勢［３１］。逡逑ＬＴＥ協(xié)議規(guī)定基帶調(diào)制可以選擇的調(diào)制映射有ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ和６４ＱＡＭ。逡逑提高ＱＡＭ調(diào)制的比特數(shù)，可以有效提氋信號傳輸速率，因此論文設(shè)計中選擇逡逑６４ＱＡＭ調(diào)制

逑３．３．１全數(shù)字發(fā)射機總體鏈路方案設(shè)計逡逑首先給出射頻信號全數(shù)字發(fā)射機設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)框圖，如圖３－１所示，逡逑Ｖ逡逑邐帶通限帶？－邋ＤＰＡ邐ＧＴＨ邋Ｓｌｇｌ＾＾ｅｌｔａ逡逑！逡逑ｊ邋信號源邋一？邋６４ＱＡＭ邋＋邋ＯＦＤＭ邋｜？上采樣一？上變頻逡逑邐邋邐邋邐＇ｌ邋邐邐逡逑｜邐栙��！逡逑圖３－１射頻信號全數(shù)字發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖逡逑下面分別分析上述結(jié)構(gòu)框圖中各個單元的功能和設(shè)計思路。其中Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ逡逑調(diào)制算法主要用于將模擬信號數(shù)字化，是全數(shù)字發(fā)射機鏈路中的核心單元，將在逡逑后面的小節(jié)中詳細介紹。逡逑３．３．１．１基帶調(diào)芾丨Ｊ逡逑首先對給定的模擬信號源進行基帶調(diào)制，輸入信號分別進入６４ＱＡＭ調(diào)制和逡逑ＱＦＤＭ調(diào)制兩個單元，對目標信號進行多次調(diào)制可以有效提高發(fā)射信號的抗干擾逡逑能力。正交幅度調(diào)制（ＱＡＭ）是在兩個正交載波上對幅度進行調(diào)制，這種調(diào)制方式逡逑可以充分利用信號帶寬，也有抗噪聲能力強的優(yōu)勢［３１］。逡逑ＬＴＥ協(xié)議規(guī)定基帶調(diào)制可以選擇的調(diào)制映射有ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ和６４ＱＡＭ。逡逑提高ＱＡＭ調(diào)制的比特數(shù)，可以有效提氋信號傳輸速率，因此論文設(shè)計中選擇逡逑６４ＱＡＭ調(diào)制
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN830

【參考文獻】

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本文編號：2651999