【摘要】：全數(shù)字發(fā)射機(jī)是一種新型的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu),它將目標(biāo)信號(hào)經(jīng)過模擬載波調(diào)制和數(shù)字脈沖映射后量化為全數(shù)字射頻信號(hào),經(jīng)過數(shù)字功放后通過天線發(fā)射出去。這種發(fā)射機(jī)具有集成度高、功耗低和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),且可以在低DAC精度下實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)發(fā)射。論文就現(xiàn)有的全數(shù)字發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),針對(duì)發(fā)射機(jī)并行化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、發(fā)射信號(hào)ACLR性能優(yōu)化、寬載頻發(fā)射等方面展開詳細(xì)研究。論文的主要工作如下:第一,對(duì)射頻信號(hào)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析。分析比較模擬發(fā)射機(jī)、部分?jǐn)?shù)字發(fā)射機(jī)和全數(shù)字發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn);分析了現(xiàn)有的兩種將模擬基帶信號(hào)量化為數(shù)字射頻信號(hào)的調(diào)制技術(shù):PWM調(diào)制器和Sigma-Delta調(diào)制器,對(duì)它們的結(jié)構(gòu)、分類與優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述,為方案設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。第二,設(shè)計(jì)出一種二階帶通并行化Sigma-Delta結(jié)構(gòu)的全數(shù)字發(fā)射機(jī)。設(shè)計(jì)的核心在于改進(jìn)傳統(tǒng)調(diào)制器結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)一種噪聲抑制頻率任意可調(diào)的Sigma-Delta結(jié)構(gòu),提升了帶外噪聲抑制能力;運(yùn)用這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)10.4448GHz的高速數(shù)據(jù)信號(hào)的40路并行調(diào)制,通過高速數(shù)字接口將調(diào)制量化后的單比特射頻信號(hào)直接輸出,從而可以實(shí)現(xiàn)并行化數(shù)字信號(hào)的發(fā)射;最后進(jìn)行發(fā)射機(jī)鏈路的性能仿真,結(jié)果表明發(fā)射信號(hào)可以滿足0.4GHz～3GHz的寬載頻要求且ACLR性能可達(dá)60dBc以上。第三,完成全數(shù)字發(fā)射機(jī)在硬件平臺(tái)上的波形實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。結(jié)合論文設(shè)計(jì)的射頻信號(hào)全數(shù)字發(fā)射機(jī)方案完成硬件實(shí)現(xiàn),并詳細(xì)描述了鏈路中主要單元的結(jié)構(gòu)、功能與處理流程;在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)頻段、發(fā)射功率、ACLR、信噪比等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明發(fā)射信號(hào)頻段可以滿足0.4GHz～3GHz的寬載頻要求,且ACLR性能在48dBc左右,滿足設(shè)計(jì)需要。綜上所述,論文設(shè)計(jì)并驗(yàn)證了二階帶通并行化Sigma-Delta結(jié)構(gòu)的射頻信號(hào)全數(shù)字發(fā)射機(jī)方案,實(shí)現(xiàn)了寬載頻范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)并行化數(shù)字信號(hào)發(fā)射,提升了信號(hào)帶外噪聲抑制能力,對(duì)全數(shù)字發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)研究具有一定的參考意義。
【圖文】：

逑３．３．１全數(shù)字發(fā)射機(jī)總體鏈路方案設(shè)計(jì)逡逑首先給出射頻信號(hào)全數(shù)字發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)框圖，，如圖３－１所示，逡逑Ｖ逡逑邐帶通限帶？－邋ＤＰＡ邐ＧＴＨ邋Ｓｌｇｌ＾＾ｅｌｔａ逡逑！逡逑ｊ邋信號(hào)源邋一？邋６４ＱＡＭ邋＋邋ＯＦＤＭ邋｜？上采樣一？上變頻逡逑邐邋邐邋邐＇ｌ邋邐邐逡逑｜邐栙��！逡逑圖３－１射頻信號(hào)全數(shù)字發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)圖逡逑下面分別分析上述結(jié)構(gòu)框圖中各個(gè)單元的功能和設(shè)計(jì)思路。其中Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ逡逑調(diào)制算法主要用于將模擬信號(hào)數(shù)字化，是全數(shù)字發(fā)射機(jī)鏈路中的核心單元，將在逡逑后面的小節(jié)中詳細(xì)介紹。逡逑３．３．１．１基帶調(diào)芾丨Ｊ逡逑首先對(duì)給定的模擬信號(hào)源進(jìn)行基帶調(diào)制，輸入信號(hào)分別進(jìn)入６４ＱＡＭ調(diào)制和逡逑ＱＦＤＭ調(diào)制兩個(gè)單元，對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行多次調(diào)制可以有效提高發(fā)射信號(hào)的抗干擾逡逑能力。正交幅度調(diào)制（ＱＡＭ）是在兩個(gè)正交載波上對(duì)幅度進(jìn)行調(diào)制，這種調(diào)制方式逡逑可以充分利用信號(hào)帶寬，也有抗噪聲能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)［３１］。逡逑ＬＴＥ協(xié)議規(guī)定基帶調(diào)制可以選擇的調(diào)制映射有ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ和６４ＱＡＭ。逡逑提高ＱＡＭ調(diào)制的比特?cái)?shù)，可以有效提氋信號(hào)傳輸速率，因此論文設(shè)計(jì)中選擇逡逑６４ＱＡＭ調(diào)制

逑３．３．１全數(shù)字發(fā)射機(jī)總體鏈路方案設(shè)計(jì)逡逑首先給出射頻信號(hào)全數(shù)字發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)框圖，如圖３－１所示，逡逑Ｖ逡逑邐帶通限帶？－邋ＤＰＡ邐ＧＴＨ邋Ｓｌｇｌ＾＾ｅｌｔａ逡逑！逡逑ｊ邋信號(hào)源邋一？邋６４ＱＡＭ邋＋邋ＯＦＤＭ邋｜？上采樣一？上變頻逡逑邐邋邐邋邐＇ｌ邋邐邐逡逑｜邐栙�。″义蠄D３－１射頻信號(hào)全數(shù)字發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)圖逡逑下面分別分析上述結(jié)構(gòu)框圖中各個(gè)單元的功能和設(shè)計(jì)思路。其中Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ逡逑調(diào)制算法主要用于將模擬信號(hào)數(shù)字化，是全數(shù)字發(fā)射機(jī)鏈路中的核心單元，將在逡逑后面的小節(jié)中詳細(xì)介紹。逡逑３．３．１．１基帶調(diào)芾丨Ｊ逡逑首先對(duì)給定的模擬信號(hào)源進(jìn)行基帶調(diào)制，輸入信號(hào)分別進(jìn)入６４ＱＡＭ調(diào)制和逡逑ＱＦＤＭ調(diào)制兩個(gè)單元，對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行多次調(diào)制可以有效提高發(fā)射信號(hào)的抗干擾逡逑能力。正交幅度調(diào)制（ＱＡＭ）是在兩個(gè)正交載波上對(duì)幅度進(jìn)行調(diào)制，這種調(diào)制方式逡逑可以充分利用信號(hào)帶寬，也有抗噪聲能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)［３１］。逡逑ＬＴＥ協(xié)議規(guī)定基帶調(diào)制可以選擇的調(diào)制映射有ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ和６４ＱＡＭ。逡逑提高ＱＡＭ調(diào)制的比特?cái)?shù)，可以有效提氋信號(hào)傳輸速率，因此論文設(shè)計(jì)中選擇逡逑６４ＱＡＭ調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN830

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2651999