5.8GWiMAX无线网射频系统设计.docx

"5.8GWiMAX无线网射频系统设计" WiMAX 作为一项无线城域网技术，在带宽、覆盖范围及数据率上具有明显的优势，且具有维护成本低、架设方便、建设成本低等特点。为了促进我国无线局域网的发展，研制开发无线局域网产品具有重要的意义。但作为一项新技术，射频技术设计具有相当的难度，尤其是 5.8G 频段，对于功放的线性度、低噪放的噪声指标以及频率源的相位噪声指标都提出了很高的要求。 1. 射频收、发系统工作原理 射频收、发系统的作用是为基带 I、Q 信号提供一个无线的收发通道。在发射时隙，基带 I、Q 信号通过两次混频，一中频为固定的 380 MHz，二中频本振频率可变，以使射频工作在期望的信道内，变频后的射频信号经滤波、功率放大后，由天线发送至远端;在接收时隙，天线接收的远端传来的信号，经低噪声放大后，通过两次混频，在接收 AGC 的控制下，等幅度地送至基带处理板。 2. 射频收发模块 射频模块直接通过 125 芯的插座与基带板相连，与基带板连接信号通过 125 芯的插座传输，射频信号通过 MCX 连接器安装于 PCB 板上，并直接输出到收发天线。 2.1 高集成度芯片选用 使用顶级公司中频芯片与射频芯片作为本无线射频系统集成度极高的解决方案。这些芯片由 IF 与 RF 收发器组成，支持 4.9～5.9 GHz 空中接口频带。该芯片组可通过复杂的 I/Q 接口支持系统工作在 TDD 模式。 中频芯片具有低噪声、高线性的特点只需要一个中频滤波器，同时还包含两个中频和射频频率合成器，一个高速的数字可变增益放大器，其增益控制范围达 50 dB。 射频芯片功能：在发射时隙内，完成 380 MHz 的固定中频信号上变频到所需的 RF 信道频率;在接收时隙内完成接收的 RF 信号放大并下变频为 380 MHz 的固定中频信号。 2.2 线性功率放大器 在数字微波通信系统中，功放的非线性失真对信号传输质量影响极大，在高阶 QAM 调制系统中，临界情况下功放的三阶交调系数变坏 1 dB，误码率将恶化 80%。 我们选用高效的线性功放，输出功率为 21.5 dBm 时，EVM 为 3%，此指标对于发射机的发射星座误差指标起决定性作用，整个发射系统的 EVM 指标要求见表 1。 2.3 接收灵敏度及接收 AGC 控制 接收机灵敏度是接收系统的重要技术指标，对 802.16d 系统而言，其接收机灵敏度可通过以下公式来计算：Rss=-102+SNRrx+10Log（（Fs*200）/256） 通过计算 Rss=-72.6 dBm。接收机灵敏度与噪声系数之间满足关系式：Rss=-174 dBm+10LogBW+NF 我们选用的 LNA 噪声系数优于 1.7dB，完全满足指标要求。 在通信系统中，接收机都要用到自动增益控制（AGC）电路来提高接收机的动态控制范围，使强输入信号不至于使接收机饱和而产生很大失真，小信号不至于使接收机解调器检测不到而完全丢失，即为系统提供适当的增益和线性度而满足接收灵敏度的要求。