為解決日益發(fā)展的無(wú)線通信需求與有限頻譜資源之間的矛盾,同時(shí)同頻全雙工技術(shù)(Co-time Co-frequency Full Duplex,CCFD)得到廣泛關(guān)注。CCFD在相同的時(shí)隙中,在相同的頻率上進(jìn)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(dāng)廣的應(yīng)用前景。然而,有效地進(jìn)行自干擾抑制消除才能保證CCFD系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前,自干擾抑制技術(shù)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(shè)備體積較大,小型化是其發(fā)展趨勢(shì)。本文以模擬域中的射頻自干擾抑制技術(shù)為基本實(shí)現(xiàn)目標(biāo),進(jìn)行其芯片化關(guān)鍵技術(shù)的研究與驗(yàn)證。論文的主要工作包括以下方面:第一,針對(duì)射頻自干擾抑制芯片進(jìn)行需求分析,確定抑制方案。根據(jù)該芯片用于對(duì)講機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行芯片功能分析,在409MHz頻段分析了時(shí)延,相位,幅度三種因素對(duì)目干擾抑制結(jié)果的影響,確定芯片可調(diào)時(shí)延,可控衰減以及可控相移的功能需求,為芯片設(shè)計(jì)提供理論支持。然后對(duì)芯片重要的射頻指標(biāo)進(jìn)行理論分析,為確定芯片各單元指標(biāo)提供參考。第二,根據(jù)芯片的功能需求,對(duì)芯片各個(gè)功能單元進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。針對(duì)芯片的各個(gè)功能單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括電阻、容感結(jié)構(gòu)的功分單元,MOS管構(gòu)成的T型可控衰減單元,由全通濾波器實(shí)現(xiàn)的可調(diào)時(shí)延單元,通過(guò)矢量合成實(shí)現(xiàn)的移相單元以及共源共柵差動(dòng)放大單元等。然后采用TSMC0.18μμm工藝庫(kù)完成各個(gè)單元的版圖繪制與仿真,并將仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。第三,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái),對(duì)芯片各單元進(jìn)行功能驗(yàn)證。為驗(yàn)證芯片各個(gè)單元的功能,設(shè)計(jì)可對(duì)各單元單獨(dú)供斷電的電源模塊;根據(jù)芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行控制信號(hào)設(shè)置。最后完成對(duì)芯片各個(gè)單元的功能與指標(biāo)測(cè)試,并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)。本文設(shè)計(jì)與驗(yàn)證的同時(shí)同頻全雙工射頻自干擾抑制芯片,具有理論與實(shí)現(xiàn)意義,為后續(xù)的研究提供了參考借鑒。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN92;TN40
【部分圖文】：

為了解決日益增長(zhǎng)的通儈需求與頻譜資源匱乏的矛盾，同時(shí)苘頻全雙工技術(shù)??應(yīng)運(yùn)而生。不同于傳統(tǒng)的雙工技術(shù)，ＣＣＦＤ在相同的時(shí)間間隙上，利用相同的頻率，??通過(guò)栢同的介質(zhì)，且收發(fā)雙方使用同樣的通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通信［４］，如圖１－２??所示。載論上最高可以達(dá)到一倍于傳統(tǒng)技術(shù)的頻譜利用率。因此同時(shí)同頻全雙工??技術(shù)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(shí)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(shí)隙與相周的頻率工作，因此通信??設(shè)備的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)也會(huì)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(hào)往往功率較大，如果不對(duì)自于擾傷號(hào)進(jìn)行??抑制，將會(huì)使設(shè)備無(wú)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(shù)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(shù)完成；模擬域自千擾抑制技術(shù)戔??要利用■信號(hào)疊加完成，廚于保證模數(shù)轉(zhuǎn)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(hào)處理技術(shù)完成６這三種抑制技術(shù)通常??一起使用

雙工模式對(duì)頻譜資濂的消耗，可以將現(xiàn)目前的無(wú)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(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)，也是該芯片主要解決的問(wèn)題。??如圖３－１所示。??ｔ射信號(hào)??，發(fā)射信號(hào)?????自干擾?實(shí)際￣??齡、、、、，￣＼?接■收信４??１ｋ，?＇、、?同時(shí)同頻??ｋ－？４〇．〇５ｍ?Ｉ?Ｉ?３?全雙工心片??ｒ－１?信號(hào)??接收信￥??終端ｒｉ?Ｗｍ終端?——■＊；——???信號(hào)＾理??５?３ｋｍ?１??—???圖３－１同時(shí)同頻全雙工芯片應(yīng)用場(chǎng)景??１６??

?本芯片設(shè)計(jì)要求有兩條通道對(duì)自干擾信號(hào)進(jìn)行抵消，每個(gè)通道都需要能單獨(dú)對(duì)??各自的自干擾抑制信號(hào)進(jìn)行調(diào)控，整體的工作模型如圖３－３所示。其中，兩個(gè)終端??間在同一時(shí)隙內(nèi)使用相同的頻率進(jìn)行雙工傳輸。以ｒａｐ；）表示遠(yuǎn)終端傳輸而來(lái)的有??效信號(hào)，表示本地終端自身發(fā)射的信號(hào)對(duì)自身接收信號(hào)產(chǎn)生的干擾，為自干??擾信號(hào)，表示接收噪聲，表示通過(guò)射頻自干擾抑制芯片產(chǎn)生的自干擾抑??制信號(hào)，ｆｐ；）表示抵消完成后信號(hào)。則接收天線實(shí)際接收的信號(hào)為??ｒＷ?＝?ｒ？?Ｗ?＋，；?Ｗ?＋?４０?（３＿２）??在與圖３－１類似的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，由于本地終端自身發(fā)射天線與接收天線的??距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)端設(shè)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(duì)信號(hào)的損耗有較大的影響。在圖３－１的同時(shí)同頻全雙工場(chǎng)??景中
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2865282