為解決日益發(fā)展的無線通信需求與有限頻譜資源之間的矛盾,同時同頻全雙工技術(Co-time Co-frequency Full Duplex,CCFD)得到廣泛關注。CCFD在相同的時隙中,在相同的頻率上進行雙向通信。相比于傳統(tǒng)的雙工模式,CCFD理論上可提升最高一倍的頻譜效率,具有相當廣的應用前景。然而,有效地進行自干擾抑制消除才能保證CCFD系統(tǒng)的正常運行。目前,自干擾抑制技術主要由空域,模擬域與數(shù)字域自干擾抑制三部分組成。其中,模擬域自干擾抑制由于涉及模塊較多,使設備體積較大,小型化是其發(fā)展趨勢。本文以模擬域中的射頻自干擾抑制技術為基本實現(xiàn)目標,進行其芯片化關鍵技術的研究與驗證。論文的主要工作包括以下方面:第一,針對射頻自干擾抑制芯片進行需求分析,確定抑制方案。根據(jù)該芯片用于對講機的應用場景進行芯片功能分析,在409MHz頻段分析了時延,相位,幅度三種因素對目干擾抑制結果的影響,確定芯片可調時延,可控衰減以及可控相移的功能需求,為芯片設計提供理論支持。然后對芯片重要的射頻指標進行理論分析,為確定芯片各單元指標提供參考。第二,根據(jù)芯片的功能需求,對芯片各個功能單元進行設計與仿真。針對芯片的各個功能單元進行結構設計,包括電阻、容感結構的功分單元,MOS管構成的T型可控衰減單元,由全通濾波器實現(xiàn)的可調時延單元,通過矢量合成實現(xiàn)的移相單元以及共源共柵差動放大單元等。然后采用TSMC0.18μμm工藝庫完成各個單元的版圖繪制與仿真,并將仿真結果與設計目標進行對比分析。第三,根據(jù)應用場景設計驗證平臺,對芯片各單元進行功能驗證。為驗證芯片各個單元的功能,設計可對各單元單獨供斷電的電源模塊;根據(jù)芯片設計進行控制信號設置。最后完成對芯片各個單元的功能與指標測試,并根據(jù)測試結果進行分析總結。本文設計與驗證的同時同頻全雙工射頻自干擾抑制芯片,具有理論與實現(xiàn)意義,為后續(xù)的研究提供了參考借鑒。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN92;TN40
【部分圖文】：

為了解決日益增長的通儈需求與頻譜資源匱乏的矛盾，同時苘頻全雙工技術??應運而生。不同于傳統(tǒng)的雙工技術，ＣＣＦＤ在相同的時間間隙上，利用相同的頻率，??通過栢同的介質，且收發(fā)雙方使用同樣的通信設備進行數(shù)據(jù)雙向通信［４］，如圖１－２??所示。載論上最高可以達到一倍于傳統(tǒng)技術的頻譜利用率。因此同時同頻全雙工??技術是最有潛力的雙工方案，＿為它可以使頻譜效率提商一倌。??頻率‘??時間??圖１－２?ＣＣＦＤ?＊工模式??在ＣＣＦＤ系統(tǒng)中，由于收發(fā)天線在相同的時隙與相周的頻率工作，因此通信??設備的發(fā)射天線發(fā)射的信號也會被接收天線接收到，形成自干擾，而且＾由于同??一收發(fā)天線距離一般較近，自干擾信號往往功率較大，如果不對自于擾傷號進行??抑制，將會使設備無法工作。菌此，ＣＣＦＤ系統(tǒng)的挑戰(zhàn)主要在于自寧擾抑制［５］。目??前畝于擾抑制技術主粟分為空域畝于擾抑制，模擬域自千擾抑制以及數(shù)宇域自千??擾抑制Ｓ域自千擾抑制去要使用現(xiàn)代天線技術完成；模擬域自千擾抑制技術戔??要利用■信號疊加完成，廚于保證模數(shù)轉化器（ａｎａｌｏｇ?ｔｏ?ｄｉｇｉｔａｌ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＡＤＣ）不??產(chǎn)生阻塞；數(shù)宇域自干擾抑制利用數(shù)字信號處理技術完成６這三種抑制技術通常??一起使用

雙工模式對頻譜資濂的消耗，可以將現(xiàn)目前的無線通信頻率總資源等效翻一倍或??一倍以上［火射頻，〒擾抑制技術是其中的關鍵技術，也是該芯片主要解決的問題。??如圖３－１所示。??ｔ射信號??，發(fā)射信號?????自干擾?實際￣??齡、、、、，￣＼?接■收信４??１ｋ，?＇、、?同時同頻??ｋ－？４〇．〇５ｍ?Ｉ?Ｉ?３?全雙工心片??ｒ－１?信號??接收信￥??終端ｒｉ?Ｗｍ終端?——■＊；——???信號＾理??５?３ｋｍ?１??—???圖３－１同時同頻全雙工芯片應用場景??１６??

?本芯片設計要求有兩條通道對自干擾信號進行抵消，每個通道都需要能單獨對??各自的自干擾抑制信號進行調控，整體的工作模型如圖３－３所示。其中，兩個終端??間在同一時隙內(nèi)使用相同的頻率進行雙工傳輸。以ｒａｐ；）表示遠終端傳輸而來的有??效信號，表示本地終端自身發(fā)射的信號對自身接收信號產(chǎn)生的干擾，為自干??擾信號，表示接收噪聲，表示通過射頻自干擾抑制芯片產(chǎn)生的自干擾抑??制信號，ｆｐ；）表示抵消完成后信號。則接收天線實際接收的信號為??ｒＷ?＝?ｒ？?Ｗ?＋，；?Ｗ?＋?４０?（３＿２）??在與圖３－１類似的實際應用場景中，由于本地終端自身發(fā)射天線與接收天線的??距離遠遠小于遠端設備的距離。根據(jù)電磁波在自由空間傳播損耗公式，在頻率一??定的情況下，傳播距離對信號的損耗有較大的影響。在圖３－１的同時同頻全雙工場??景中
【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

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相關碩士學位論文 前2條

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本文編號：2865282