本文選題：超外差發(fā)射機 + 矢量幅度誤差��； 參考：《東南大學》2017年碩士論文

【摘要】：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)的眾多標準中,IEEE 802.11ac標準正逐漸發(fā)展成為行業(yè)主流標準,IEEE 802.11ax也將預(yù)計于2019年頒布,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IEEE 802.11ac以及IEEE 802.11ax標準的物理層主要技術(shù)指標要求,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)指標對發(fā)射機的EVM性能的影響。本文最終實現(xiàn)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IEEE 802.11ac標準的OFDM信號,當輸出功率達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)射機具有良好的性能,能夠為新一代無線局域網(wǎng)搭建理想的硬件實驗平臺。
[Abstract]:With the rise of mobile Internet and the rapid development of intelligent terminal devices, the demand for wireless data traffic transmission is explosive. WLAN system can quickly and conveniently provide high-speed data transmission rate in some popular wireless communication fields. In the future, the development of WLAN system needs more efforts in higher data transmission rate, greater user capacity, full access and networking flexibility, comprehensive coverage and better user experience. Among the many standards of high speed wireless local area network, 802.11ac standard is gradually developing into the mainstream standard in the industry. IEEE 802.11ax is also expected to be promulgated in 2019. The application of some new key technologies plays an important role in improving the data transmission rate of the network. These include higher-order modulation schemes, wider channel bandwidth, transmit beamforming and MU-MIMO. Accordingly, WLAN systems require much higher performance requirements for RF hardware platforms. Based on the main technical requirements of physical layer of IEEE 802.11ac and IEEE 802.11ax standard, this paper designs and implements an 8 脳 8 MIMO RF hardware system which works in the 5~6GHz band and can support very high throughput VHTs. The design and implementation of RF transmitter and RF local oscillator are emphasized. Firstly, the transmitter system scheme is determined by link budget simulation. Then, the functional sub-modules of transmitter system including operational amplifier, modulator, if gain control circuit, up-conversion module, power amplifier circuit and local oscillator driver are analyzed and designed. The relative parameters of each unit sub-circuit are tested one by one to verify the rationality of the system design. In addition, the RF local oscillator PLL circuit is designed, implemented and tested separately. In the design of transmitter and PLL circuit, the influence of relevant technical parameters of each unit circuit on the EVM performance of transmitter is analyzed and evaluated. The transmitter system, which is implemented in this paper, works in the 5~6GHz band and adopts the superheterodyne structure. The transmitter system can support the maximum channel bandwidth of 80MHz, the maximum symbol rate of 80Msps, the highest order modulation of 1024-QAM, and the maximum output power of 20dBm. The experimental results show that the sideband suppression is better than -45 dB, the gain flatness is about 0.3 dB (in 80MHz bandwidth, the IMD3 reaches 46dB / ACPR and the spurious performance is good when the output power is 20dBm). At the end of this paper, the transmitter EVM is tested comprehensively and synthetically. The results show that the modulation accuracy of 256-QAM single carrier modulation signal with symbol rate of 10Msps and 80Msps is better than 0.7% and 0.9% respectively. For the OFDM signal in accordance with the IEEE 802.11ac standard, when the output power is up to 10dBm, the EVM (expressed in dB) is better than -40 dB. Finally, when the 1024-QAM single carrier modulation signal is applied to the transmitter, it can be observed that the transmitter EVM can reach 0.4890.793% and 0.7877when the symbol rate is 10msps / 40Msps and 80Msps respectively. The test results show that the transmitter has good performance and can set up an ideal hardware experimental platform for the new generation WLAN.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN925.93

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本文編號：1960790