PDT数字集群基站RRU的设计与实现

发布时间：2020-07-19 04:59

【摘要】：警用数字集群(Police Digital Trunking,PDT)是我国用于公共安全或者专业集群通信领域中的一种专用无线通信标准。该通信标准是由国家公安部牵头,海能达主导,联合国内主要无线专网通信厂家,针对中国国情和应用特点而制定的一种覆盖广、效率高、灵活性强的无线集群标准。本文研究了基于软件无线电技术的数字多载波射频拉远单元(Radio Remote Unit,RRU),完成了其接收和发射方案的设计和实现。和传统专网基站系统相比,该方案能有效降低基站设备的体积、功耗和成本,具备更加灵活的形态,易于扩展和维护。在接收端提升了系统的接收灵敏度,提高了上行覆盖能力,解决了上下行覆盖不平衡的问题。通过动态监测上行信号强度的分布情况进行统计分析,对当前无线环境进行建模,使当前射频电路的链路方案更加适合当前无线环境。在这种情况下可以有效改善多载波接收链路接收动态范围不够大的问题,采用比较经济的办法达到了更好的效果。在发射端采用预失真和Doherty功放的架构实现多载波发射,在保证线性度的情况下实现了在同一发射链路产生多载波信号,并且综合效率达到35%以上。采用该实现方式,载频间隔可以设置更近,这样也间接提升了频谱利用率。同时该方案解决了在载频合路上受限于窄带腔体合路器的约束,能够有效降低功率放大器到天线的插损,在同等发射功率的情况下,显著提升系统的射频发射效率。基于软件无线电技术的多载波数字集群RRU,符合无线通信系统朝着小型化、灵活化、高速化、光纤化的发展方向,这也是未来数字集群通信技术发展的方向。通过本文的研究更加清晰的验证了多载波数字集群收发射链路架构的可实现性和优越性,随着技术更进一步的发展、研究突破更多技术难题,多载波数字集群系统具备着非常广阔的应用前景。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：

接收链路,信道机,超外差,带通滤波器

以及上行信号的放大功能。如下图1-4 所示。图 1-4 传统 PDT 信道机整个接收链路采用超外差的架构，前面两级的带通滤波器是带变容二级管的电调谐滤波电路，主控芯片（STM32）给一个电压反向加载到变容二极管的两端，通过改变电压改变滤波器的谐振频率点。锁相环提供本振与射频信号经过混频器下变频至第一中频 73.35MHz，第一中频信号经过声石英晶体滤波器进入放大器，放大后的信号经过一个带阻滤波器，主要是滤除中频信号的二次谐波，最后进入到混频器进行第二次下变频最后中频输出。如下图 1-5 所示。RF_InIF_Out1_LO2_LOSPF-5122Z SYM-25DHWPBR-941SA616D图 1-5 传统 PDT 接收链路

单板,互调抑制,链路,满量程输出

图 2-3 链路 OIP3 仿真PDT 要求互调抑制大于 70 dB, 单板输出 0 dBm，可算出单板 OIP3 要求达到 32 dBm 以上。由 DAC37J84 器件资料，其满量程输出电流 20 mA，负载 50ohm 时，可计算得出满量程输出功率如下式（2-1）2102 230logRIPR （2-1）式中：P DA 满量程输出功率（dBm）；R 负载阻抗（ohm）；I 满量程输出电流（A）；实际应用中，DAC 和调制器之间有重建滤波器，负载会分为两个 100 ohm并联在滤波器的输入和输出端。于是 DAC 传输给后级的最大功率为 1 dBm。DAC 在 80 MHz 输出时 OIP3 为 31.5 dBm，HMC11797 OIP3 为 27.9 dBm,WJA1510 OIP3 为 45 dBm。

系数,工程硕士学位,杂散辐射,收发隔离

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文2.3.2 噪声系数设计TX 链路底噪的要求，主要基于三点：不影响 ACLR，满足杂散辐射要求，不影响 RX 灵敏度。通过仿真和实测，前两点一般容易满足，而对于第 3 点，尤其是 FDD 系统，涉及到收发隔离的问题，对双工器的抑制度考验极大。对于本次设计，收发最近仅相隔 5 MHz，挑战较大。通过级联仿真，去掉 PA 底噪，可得 TX 小信号部分的 NF<10 dB，如下图 2-4 所示。

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