基站射频收发信机指标分解和分析.docx

1.接收机接收机主要射频指标包括 Reference Sensitivity Level, Adjacent Channel Selectivity (ACS), Blocking (In-Band和Out-of-Band)，接收机互调其中带内blocking指标和ACS分析类似1.1 ReferenceSensitivityLevelStep 3却为上许系统引入的孕声NF=max 7.1 dBStep 4在3.84 Mcg条件下,考虑到处理 增曲后，满足此做世要求所允许的 总噪d这个总噪声包括输入热噪 声KTB和系统引入的噪声NF,kTB"输入热嗥市处理增满放宽对噤声的要束=10 x log （3.84Mcps /12 2Kbps） = 25dB—— 灵敏度要求所对应的输入信号功率Step 2 -i26dBmEb^o = 5dB （12.2K暗数据速率） 1 不考虑编妈姓理增益，根据灵敏度 要求fn比特能噪比推算允许的量大 噪声功率注：*为匹配条件下输入带宽内乾热曜声,其中k为波我蕴隆'渚散,T为遂方湿度，W为封巍输 心为比为能蜜与陛声的比:与涅码要求郴调魄方与有关.此炳曲湖CUNA的腐＜°接收机的最小可接收电平（接收机灵敏度）=-174dBm/Hz + 10logBW + NF + Eb/N01. Eb/No由基带解调能力决定，与射频前端无关；2. BW由无线系统协议标准定义；3. -174dBm/Hz及总的热噪声；因此针对某一无线系统设计，灵敏度指标的分解即根据协议灵敏度指标要求来设计接 收机的噪声系数（Noise Figure）要求，以保证满足灵敏度指标允许的最大输入噪声（总 噪声，包括输入热燥和引入的系统噪声）上图说明如下：Step1：系统要求灵敏度指标为-121dBm/3.84MHz；Step2： Eb/No = 5dB ——不考虑编码增益允许的总输入噪声=-121dBm -dB = -126dBmStep3： 12.2Kbps数据速率到3.84Mcps码片速率的扩频增益为25dB，考虑扩频增益后总的输入噪声要求为-101dBm；Step4： 3.84MHz 带内总的热噪声=-174dBm + 10log3.86MHz/1Hz = -108.1dBm所以为满足灵敏度指标要求，系统接收机连续噪声系数需要＜（-101+108.1） =7.1dB接收机的其他指标都是基于灵敏度指标满足设计要求为前提。

Note： Noise FigureSNR = Ps/PiF = SNRin/SNRout （1~正无穷） Noise Factor 噪声因子NF(dB) = 10logF (0~正无穷) Noise Figure 噪声系数，Noise Factor 的 dB 形式;1.2 AdjacentChannelSelectivity(ACS)相邻信道选择性—— 标肝要重承受的最低F扰诰号平均功率 (3.B4MHZBW) 差萱为希霎蛭的最扣(B暮恤抑制比SteP 6 = u如色考查亚理增益后可格璧的喔声+我会T犊黠功率( 3.田I MHz白W)1 扣除-代1 dBm kTBfli黑理峰声NF总令后C兄第5虱).削下的作为光评的丁批功率壮理增丑成宣村喋声的要承-1D x log (3一割 Maps ； 12.2KC(>3 }・ 2BdB抓试垂末柔用时信与助率EbUa < SdB(1芝WKHz信道帝宽0W)小埠暧堀叫处理增益.隈据我虢度要茨却 比牝准噪比垢ttJt许的最乂噪由功亭ACS和带内阻塞指标分析类似，考量的是接收频带内存在大的干扰信号时接收机的接 收能力该指标主要通过上行信道成型滤波器、接收通道增益线性范围以及AGC功能 来保证。

这里以ACS为例进行指标分解进行说明Step1：协议要求允许领导干扰恶化灵敏度6dB，即邻道干扰需要满足-115dBm有用信 号下得BER要求；Step2：基带解调门限 Eb/N0 (5dB)——-120dBm；Step3： 25dB 扩频增益——-95dBm；Step4 :扣除灵敏度指标下信道内输入总噪声-101dBm ——-95dBm(3.16E-13W)- -101dBm(7.94E-14W)= 2.36795E-13W(-96.2563dBm) ，即扣除系统噪声外允许引入的其他噪声功率Step5/6：协议要求的最大邻道干扰电平-52dBm 52dBm - 96.3dBm = 44.3dB，艮股邻道最小抑制比以上分析没有考虑大的干扰信号下，接收通道非线性失真的影响实际设计中需要针 对系统要求的接收信道要求的信号接收功率动态范围(混频器，ADC等器件的指标考 虑链路增益设计-AGC，以及增益变化对接收链路NF的影响)1.3 Out-of-BandBlockingSteps-15dBm带外阻塞标嚣要求里受的治外i空彼曲十执信号平均功率Step 6是值为需踊IE的带外阻塞拘制=Bt3dB号吨姓理增益后可接贫的噪声，戒余干我总功率（3.84MHz帝宽｝—4 Uf^-iaidBm kTB和系蜿嶂声hl F总会后（■见第句ITJ ,剩下的作为ft许的干我防率姓理曜鲨陞琵N哗宙的耍求-10 Ji lag （3.B4 Lfcps f 12.2Kbps ）= 25dB 规定的测试输入信号助率Et/hJD= 5dB （12 2Kbps数据速率）*号汽指伺处理澹益.根据灵叔度罢束和一匕的琵嘿比拙W允许拘最K腰声Ul率带外阻塞抑制和ACS/In-band blocking指标分析方法一样。

只是带外阻塞指标要求干扰 电平更高对于基站接收机来说，带外干扰信号在进入接收机后首先经过了腔体滤波 器/双工器对带外干扰进行了一次抑制系统设计需要根据讲带外抑制指标分解给滤波 器设计规格对于co-location指标，也是带外的阻塞干扰信号1.4 ReceiverInter-modulation互调特性Step 5 乖 dBm规范中幌定的两个干扰借乎母个的RMSJ^j率 分别是一个CW和…个WCDMA干批 Step 7 Step 6 |M3 = 48.3JB 切皿=IMW2十P询=4a.3dB/2-^BdBm=-23.9dSm 善虑处理增微后可接受的噪声+残龛干扰总以率口名4MHz BW）-* +111^-101 dBm kT&fDM^^NF怠吉后〔见第5而）.刷下的作为允许的干扰昉率处理埒益放宽形嘿产的要旋=10 xlog （3^4 Mcpe / 12.2Kbps ｝三 2SdB—— 规定的?1试辎入信号功率Eb/Nc = 5dB UUKbf幡炸速率）—± 不考隹编码灿理增SJ,根希虽敏隅率求Iff比1；能理比拎.整允许的酸人哓声功虫接收机互调是考量天线口存在两个干扰信号时，其互调产物如果落在信道内时会烦扰 接收机接收有用信号。

Step1~4 :同 1.2；Step5:干扰信道电平-48dBm；Step6： IM3产物不能大于-96.3Bm，^P IM3相对-48dBm干扰信号电平为：48.3dB；Step7:天线 IIP3 = IM3/2 + P—干扰信号=48.3dB/2 -48dBm = -23.9dBm1.5 Receiver设计架构1.5.1接收机设计架构介绍当前基站接收机一般采用ZIF设计结构或一次下变频中频欠采样架构（数字与在将中 频下变频到基频）FF前'端-也括：LMA,弥蹈骂以股州"按 顺谊佰的洁波器「空持始收悲器—11]pi 1 [r1/zzw-1目前基于RFIC的LTE基站接收机基本采用这种方案优点：ZIF大大简化了接收机射频链路设计，节省了产品体积°ADC工作低频，可以提 供更有的性能频率规划简单，无需镜像抑制缺点：基带直流失调降低了系统的总体动态范围；对镜频抑制的需求，使得多载波应 用中所能容许的I/Q失配非常小；偶次谐波失真降低了灵敏度；低辐射对LO泄漏指标 的要求更加苛刻；动态范围低于其它结构一次下变频转换中频欠采样.主信道检删借地性' 废器件WliUT述或仙道-95 dBm-■&6.2E dBn>-101 dfim处坦增 £i = 1诳曲 43-S4M/N 12.2陞3皿）=25dB垠冗的衲试的入伯耳姑奉-1l£dfim建卫仲网酸擀理本■ 120 dBm个满旦灵菖度赛度的S呻佬评的域大 kTB利航挟i^hNF思含-见第5M与底也理埴查后叩底受的嗦产*幢童十 我免由率I3 院电带逐1可促密弟铤财干技的硬金刊H电平.M：-95dBin 和昧保留蛤系陆其他鄂Sr的7 01d6m-5eB不埒明"I姓理埔益,圈勘具岫匿#求和L匕待斧聪比拒耳尤订H1蟒化哩声的率1.5.2 ZIF镜像抑制介绍ZIF结构的镜频抑制3献波浒的最小保频抑制=57 dB （没考虑余1） 2«^ZIF的最小球抑制=45 dB〈没考虐余比#3说嗥IR 牛L titt* 戚卵宙黄的业谟,H 节电.'J.：-、E. ：-：.j -J.jjnm, ■'. j提比点耗波■ .-tlKlOW整目中向的H我此等中点.师藉浙有性波熬 政变换到里午甄#,尘柱后W波的中心煎率将对酗蝮率皮苴没.SC*Pft*Jfot相辄M隔刨Siit的中心*起蝠的月它段边向 渡的^^k^A^2dBnn旧整〔血队所％程的中偏弗H-IAM 的其它整成翊#的由率兄许fli吏仙W. *卷有害户的也实际应用 中功率氟差£台01虻9拣.俚定辱尚攻由正式文件曜咔小这些晏用- 在5S5姑构下，TOd申nfi郭佰道的煎泣相普T用MHoiffri划E*. Ti N所-理广卜如喉卢恩甘卡TBJ"立防廨V^LWNnTJEJ的ttffcM 的的最大客件值.服波羊中村爰施炒湖. 4M.r项景判财卜我次的中间.■它间旬的 蜓 细±19中的#1殖由榕岫融流电路筋知 讪FNlSli施波的 功率差限制为姑MIe.比何塔的限凋大iwu-也就使丹悦保抻制的丝 求相L证赦定:藉土负频率概念?1.6 ADC指标分析1.6.1 RF前端增益确定1. 确定系统噪声系数如 1.1分析，WCDMA系统NF<7.1dB即可满足协议要求的灵敏度指标要求。

为了 保证更优的指标和设计余量，NF设计指标定位4dB (NFsys)，假设ADC对系统噪 声系数影响为0.5dB，模拟电路总的噪声系数为3.5dB (RF前端NF1)UMTS WCDMA实例无阻塞系统NF =4.0dB\ / ADC对系统NF的影响是0.5dBPG1 = ?NF1 = 3.5dBNF2 二？ Fclock = 76.8MspsRF前端ADC的参数如下：>选定ADC时钟速率=76.8Msps (20 x码率) >假定ADC FS = 2Vp-p &输入阻抗=200 Q A计算ADC满量程电平二+4dBm (RMS)> 假定ADC SSNF = -75dBFS基于以上ADC参数，其等效噪声系数NF2如下:计算ADC等效NF, NF2 = 27.2dBHdBm满量程（2Vp-p作用于20欧姆）假设A D C相时于满景程明率计算 的小信号信噪H（3SNF）=75dBF3-71 dBmADC在奈奎斯特频带内的噪点底折舞至技1H£ BW的喋山.底 =10x log(fclk/2)。