面向新一代高速無線局域網(wǎng)的高性能射頻發(fā)射機.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的興起，以及智能終端設(shè)備的快速發(fā)展，無線數(shù)據(jù)流量傳輸需求呈現(xiàn)爆炸式增長。WLAN系統(tǒng)可以在一些熱門無線通信領(lǐng)域快捷方便地提供高速的數(shù)據(jù)傳輸速率。未來無線局域網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展需要在更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更大的用戶容量、充分的接入與組網(wǎng)靈活性、全面的覆蓋范圍以及更優(yōu)的用戶體驗等方面繼續(xù)努力。
　　在高速無線局域網(wǎng)的眾多標(biāo)準(zhǔn)中，IEEE802.11ac標(biāo)準(zhǔn)正逐漸發(fā)展成為行業(yè)主流標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.11 ax也將預(yù)計于2019年

2、頒布，一些新的關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用對提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率起到了至關(guān)重要的作用，包括更高階的調(diào)制方案、更寬的信道帶寬、發(fā)射波束成形以及MU-MIMO等。相應(yīng)地，WLAN系統(tǒng)對所需要的射頻硬件平臺所提出的性能要求要更甚從前。
　　本文基于IEEE802.11ac以及IEEE802.11 ax標(biāo)準(zhǔn)的物理層主要技術(shù)指標(biāo)要求，設(shè)計并實現(xiàn)工作于5～6GHz頻帶、可支持甚高吞吐量(VHT)的8×8 MIMO射頻硬件系統(tǒng)，著重于射頻發(fā)射機以及射頻本振的

3、設(shè)計與實現(xiàn)。
　　首先，通過鏈路預(yù)算仿真確定了發(fā)射機系統(tǒng)方案。然后對發(fā)射機系統(tǒng)中各功能子模塊包括運算放大器、調(diào)制器、中頻增益控制電路、上變頻模塊、功放電路以及本振驅(qū)動器等進行了分析與設(shè)計。逐一測試了各單元子電路的相關(guān)參數(shù)，以驗證系統(tǒng)設(shè)計的合理性。另外，本文還單獨對射頻本振鎖相環(huán)電路進行了設(shè)計、實現(xiàn)與測試。在發(fā)射機以及鎖相環(huán)電路設(shè)計的過程中，著重分析并評估了各單元電路的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)對發(fā)射機的EVM性能的影響。
　　本文最終實現(xiàn)

4、的整個發(fā)射機系統(tǒng)工作于5～6GHz頻段內(nèi)，采用超外差結(jié)構(gòu)。發(fā)射機系統(tǒng)可支持最大信道帶寬80MHz，最大符號速率80Msps，最高階調(diào)制1024-QAM，最大可輸出功率20dBm。對發(fā)射機各項指標(biāo)展開測試，實測結(jié)果表明，對于每一個工作頻點，邊帶抑制優(yōu)于-45dB，增益平坦度約0.3dB(在80MHz帶寬內(nèi))，在輸出功率20dBm時的△IMD3達到46dB，ACPR以及雜散性能均良好。在本文最后，對發(fā)射機EVM展開全面的綜合的測試。結(jié)果顯示

5、對于符號速率為10Msps以及80Msps的256-QAM單載波調(diào)制信號，調(diào)制精度EVM分別優(yōu)于0.7％和0.9％。對于符合IEEE802.11ac標(biāo)準(zhǔn)的OFDM信號，當(dāng)輸出功率達10dBm的時候，其EVM(以dB值表示)優(yōu)于-40dB。最后，施加1024-QAM單載波調(diào)制信號于發(fā)射機，可觀察到符號速率為10Msps、40Msps以及80Msps時的發(fā)射機EVM分別能達到0.489％、0.793％以及0.787％。測試結(jié)果表明發(fā)射機具有