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第四代移动通信(4G)的目标旨在达到高移动性应用的峰值数据速率为100Mbps,低移动性应用的峰值数据速率为1Gbps,实现通信网络与其他行业网络的无缝融合,提升人们的通信体验。2012年初,我国具有自主知识产权的TD-LTE-A被正式确立为4G国际标准之一。同年,我国发布了2.6GHz全TDD频谱规划方案。可以预见,基于LTE-A该频段的无线通信系统具有广阔的研究前景。
一个完整的无线通信系统包括数字基带处理和模拟射频电路。作为最靠近天线的信号处理前端,射频收发机的设计面临诸多挑战。本课题基于国家重大专项课题“面向ROF等新型组网技术的射频器件与模块”,对工作于LTE-A重点频段2.6GHz的宽带高性能射频收发系统进行研究。
本文设计了一个面向LTE-A的2.6GHz射频收发机,其射频与基带之间为中频接口,双工方式为时分双工(TDD),系统带宽为100MHz。论文首先分析了几种典型收发机架构的优缺点,结合系统的具体指标,对课题采用的基于ROF技术的射频分布式系统构架做了介绍,并描述了ROF工控模块的设计和实现。结合仿真软件,论文对该射频收发机的可行性进行了验证并提出了具体设计方案。在此基础上,论文的主体部分详述了发射机和接收机各关键模块的设计并分析了测试结果。
基于设计和硬件实现,发射链路最大输出功率可达23dBm,其增益平坦度小于0.7dB,IMD3小于-41dBc,送入20MHz码率QPSK、QAM16和QAM64信号测得的矢量信号误差(EVM)分别为1.1%、0.83%和0.77%。接收链路的平坦度小于2.2dB,10MHz码率QPSK、QAM16和QAM64测得的EVM分别为3.3%、2.5%和2.2%。送入20MHzTD-LTE信号测得的收发EVM均小于4%。各测试结果表明本文设计的2.6G射频收发机优于系统规定的性能指标。