TD-LTE/TD-SCDMA多模数字前端的研究与设计
发布时间：2021-05-18 16:04
作为TD-SCDMA移动通信技术的4G演进版本,TD-LTE技术以其高数据率、高频谱利用率而成为准4G技术的主流标准,因此,TD-LTE终端射频芯片的研究具有重要的时代意义和广阔的市场应用前景。作为TD-LTE终端射频芯片的重要部分,数字前端（Digital Front End:DFE）也面临新的挑战:一方面,与3G技术相比,LTE多达6种且最大为20MHz的信道带宽,以及MIMO（Multi-Input Multi-Output,多输入多输出）工作模式,需要终端射频芯片在更高的工作频率下,进行加倍量级的数字信号处理,这对于数字前端的运算复杂度、可配置灵活度、和功耗均提出了更高的要求;另一方面,射频模拟前端受限于工艺制程瑕疵、模拟元器件局限性和版图不对称等原因,导致不可避免的射频性能缺陷,尤其是终端射频芯片苛刻的性能指标和量产一致性等要求,均需要相应的校准技术予以应对。本论文依托国家重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中的子课题“TD-LTE终端射频芯片研发”,从工程和实际应用角度着手,以量产商用为目标,同时考虑对3G技术TD-SCDMA协议的向下兼容,设计了低运算量和高灵活度的TD-...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 基于软件无线电思想的LTE多模终端射频芯片
1.3 国内外研究、工程应用现状
1.3.1 国内外研究现状
1.3.2 工程应用现状
1.4 论文主要研究内容和组织结构
第二章 TD-LTE/TD-SCDMA多模数字前端的系统设计
2.1 数字前端与模拟前端的系统集成方案
2.2 接收机模拟前端结构的优化
2.3 接收机数字前端设计指标的分析和定量计算
2.3.1 信道滤波设计指标的分析和定量计算
2.3.2 接收机数字前端的噪声增益分配和实现精度
2.3.3 采样速率转换设计指标分析
2.4 接收机数字前端的结构设计
2.4.1 多速率多级抽取滤波结构的设计
2.4.2 针对射频性能缺陷的校准和数字增益控制功能的考虑
2.5 发射数字前端的结构设计
2.6 数字前端的总体实现结构和功能划分
2.7 本章小结
第三章 数字前端滤波链路的设计和实现
3.1 接收机数字前端滤波链路的设计和实现
3.1.1 第一级CIC抽取滤波器的优化设计和实现
3.1.2 第二级CIC补偿滤波器的优化设计和实现
3.1.3 第三级CSF的优化设计和实现
3.1.4 多速率多级抽取滤波结构的运算量分析和性能比较
3.1.5 数字功率估计和自动增益控制的设计和实现
3.2 发射机数字前端的设计和实现
3.3 数字前端滤波链路的Simulink建模和Matlab-Modelsim联合仿真
3.3.1 Sigma-DeltaADC的Simulink建模
3.3.2 数字前端滤波链路的Simulink建模
3.3.3 基于Simulink模型和HDL代码的联合仿真
3.4 本章小结
第四章 面向射频性能缺陷的高效数字校准技术
4.1 接收机两级直流校正技术
4.1.1 零中频接收机直流偏移产生的原因分析
4.1.2 静态、动态两级直流偏移校正技术的设计和实现
4.1.3 TDD收发时隙快速切换直流偏移问题的解决方案
4.2 接收机/发射机IQ不平衡数字补偿技术
4.2.1 接收机IQ不平衡数字补偿机制
4.2.2 发射机IQ不平衡数字补偿机制
4.2.3 IQ不平衡数字补偿仿真和测试结果
4.2.4 与相关文献的比较
4.3 发射机本振泄漏数字补偿技术
4.3.1 本振泄漏的数学分析模型
4.3.2 本振泄漏数字补偿机制
4.3.3 本振泄漏数字补偿仿真与测试结果
4.3.4 与相关文献的比较
4.4 本章小结
第五章 数字前端与射频模拟前端的联合测试
5.1 多模数字前端的流片成果展示
5.2 ADC的性能测试
5.3 接收机NF、灵敏度和解调EVM测试
5.4 接收机ACS和阻塞测试
5.5 接收机自动增益控制测试
5.6 发射机EVM和ACLR
5.7 发射机输出功率线性度测试(APC)
5.8 测试结果总结及分析
5.9 本章小结
总结与展望
研究内容总结
主要创新成果
展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]LTE终端射频单元和数字前端上行链路的设计与研究[J]. 徐恒. 读与写(教育教学刊). 2016(01)
[2]无线通讯技术热点及发展趋势[J]. 杨子江. 赤峰学院学报(自然科学版). 2015(21)
[3]载波泄漏与I/Q失配矫正技术[J]. 雷倩倩. 西安电子科技大学学报. 2016(03)
[4]基于TD-LTE终端的连续时间ΣΔ ADC的设计[J]. 黄沫,陈弟虎,叶晖,徐肯,郭建平. 中山大学学报(自然科学版). 2014(05)
[5]面向LTE-A的高性能低复杂度数字前端滤波器[J]. 张永满,梁利平,管武,吴俊东. 微电子学与计算机. 2014(09)
[6]TD-LTE芯片及终端的发展现状与趋势[J]. 吴慧敏,王鹏,周立刚. 移动通信. 2014(01)
[7]OFDM WLAN接收机IQ不平衡的时域补偿新方法[J]. 王选宏,卢光跃. 电讯技术. 2013(05)
[8]LTE系统频段与信道配置研究[J]. 郎为民,孙月光,王逢东,高泳洪. 电信快报. 2010(04)
[9]高性能的MIMO-OFDM接收机IQ不平衡补偿新算法[J]. 刘元,彭端,尹长川. 电路与系统学报. 2009(02)
[10]宽带无线接收机射频前端结构研究与设计[J]. 周建政,王志功,李莉,王科平. 应用科学学报. 2008(02)
博士论文
[1]LTE多模接收机前端研究与设计[D]. 王肖.复旦大学 2012
[2]3GPP LTE下行接收系统的数字信号处理与VLSI实现研究[D]. 杨玉庆.复旦大学 2011
硕士论文
[1]一种基于FPGA的软件无线电平台设计与实现[D]. 刘彦刚.电子科技大学 2016
[2]LTE基站接收机前端射频链路的研究与设计[D]. 杨帆.华东师范大学 2014
[3]适用于3G/4G移动通信发射机的可变带宽低通滤波器设计[D]. 金晨.天津大学 2014
[4]WCDMA无线网络优化方法研究[D]. 王冰.山东大学 2012
[5]软件无线电收发机数字前端的设计[D]. 王丽芳.复旦大学 2011
[6]TD-LTE分布式基站多天线射频拉远单元数字前端的研究[D]. 李春雨.电子科技大学 2011
[7]LTE基站射频单元数字前端下行链路的设计与研究[D]. 雷洪涛.电子科技大学 2011
[8]宽频带数字信道化接收机的设计与实现[D]. 岳玮.哈尔滨工程大学 2011
[9]软件无线电在3G接收机数字前端中的应用研究[D]. 邸平.南京工业大学 2006
本文编号：3194083
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 基于软件无线电思想的LTE多模终端射频芯片
1.3 国内外研究、工程应用现状
1.3.1 国内外研究现状
1.3.2 工程应用现状
1.4 论文主要研究内容和组织结构
第二章 TD-LTE/TD-SCDMA多模数字前端的系统设计
2.1 数字前端与模拟前端的系统集成方案
2.2 接收机模拟前端结构的优化
2.3 接收机数字前端设计指标的分析和定量计算
2.3.1 信道滤波设计指标的分析和定量计算
2.3.2 接收机数字前端的噪声增益分配和实现精度
2.3.3 采样速率转换设计指标分析
2.4 接收机数字前端的结构设计
2.4.1 多速率多级抽取滤波结构的设计
2.4.2 针对射频性能缺陷的校准和数字增益控制功能的考虑
2.5 发射数字前端的结构设计
2.6 数字前端的总体实现结构和功能划分
2.7 本章小结
第三章 数字前端滤波链路的设计和实现
3.1 接收机数字前端滤波链路的设计和实现
3.1.1 第一级CIC抽取滤波器的优化设计和实现
3.1.2 第二级CIC补偿滤波器的优化设计和实现
3.1.3 第三级CSF的优化设计和实现
3.1.4 多速率多级抽取滤波结构的运算量分析和性能比较
3.1.5 数字功率估计和自动增益控制的设计和实现
3.2 发射机数字前端的设计和实现
3.3 数字前端滤波链路的Simulink建模和Matlab-Modelsim联合仿真
3.3.1 Sigma-DeltaADC的Simulink建模
3.3.2 数字前端滤波链路的Simulink建模
3.3.3 基于Simulink模型和HDL代码的联合仿真
3.4 本章小结
第四章 面向射频性能缺陷的高效数字校准技术
4.1 接收机两级直流校正技术
4.1.1 零中频接收机直流偏移产生的原因分析
4.1.2 静态、动态两级直流偏移校正技术的设计和实现
4.1.3 TDD收发时隙快速切换直流偏移问题的解决方案
4.2 接收机/发射机IQ不平衡数字补偿技术
4.2.1 接收机IQ不平衡数字补偿机制
4.2.2 发射机IQ不平衡数字补偿机制
4.2.3 IQ不平衡数字补偿仿真和测试结果
4.2.4 与相关文献的比较
4.3 发射机本振泄漏数字补偿技术
4.3.1 本振泄漏的数学分析模型
4.3.2 本振泄漏数字补偿机制
4.3.3 本振泄漏数字补偿仿真与测试结果
4.3.4 与相关文献的比较
4.4 本章小结
第五章 数字前端与射频模拟前端的联合测试
5.1 多模数字前端的流片成果展示
5.2 ADC的性能测试
5.3 接收机NF、灵敏度和解调EVM测试
5.4 接收机ACS和阻塞测试
5.5 接收机自动增益控制测试
5.6 发射机EVM和ACLR
5.7 发射机输出功率线性度测试(APC)
5.8 测试结果总结及分析
5.9 本章小结
总结与展望
研究内容总结
主要创新成果
展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]LTE终端射频单元和数字前端上行链路的设计与研究[J]. 徐恒. 读与写(教育教学刊). 2016(01)
[2]无线通讯技术热点及发展趋势[J]. 杨子江. 赤峰学院学报(自然科学版). 2015(21)
[3]载波泄漏与I/Q失配矫正技术[J]. 雷倩倩. 西安电子科技大学学报. 2016(03)
[4]基于TD-LTE终端的连续时间ΣΔ ADC的设计[J]. 黄沫,陈弟虎,叶晖,徐肯,郭建平. 中山大学学报(自然科学版). 2014(05)
[5]面向LTE-A的高性能低复杂度数字前端滤波器[J]. 张永满,梁利平,管武,吴俊东. 微电子学与计算机. 2014(09)
[6]TD-LTE芯片及终端的发展现状与趋势[J]. 吴慧敏,王鹏,周立刚. 移动通信. 2014(01)
[7]OFDM WLAN接收机IQ不平衡的时域补偿新方法[J]. 王选宏,卢光跃. 电讯技术. 2013(05)
[8]LTE系统频段与信道配置研究[J]. 郎为民,孙月光,王逢东,高泳洪. 电信快报. 2010(04)
[9]高性能的MIMO-OFDM接收机IQ不平衡补偿新算法[J]. 刘元,彭端,尹长川. 电路与系统学报. 2009(02)
[10]宽带无线接收机射频前端结构研究与设计[J]. 周建政,王志功,李莉,王科平. 应用科学学报. 2008(02)
博士论文
[1]LTE多模接收机前端研究与设计[D]. 王肖.复旦大学 2012
[2]3GPP LTE下行接收系统的数字信号处理与VLSI实现研究[D]. 杨玉庆.复旦大学 2011
硕士论文
[1]一种基于FPGA的软件无线电平台设计与实现[D]. 刘彦刚.电子科技大学 2016
[2]LTE基站接收机前端射频链路的研究与设计[D]. 杨帆.华东师范大学 2014
[3]适用于3G/4G移动通信发射机的可变带宽低通滤波器设计[D]. 金晨.天津大学 2014
[4]WCDMA无线网络优化方法研究[D]. 王冰.山东大学 2012
[5]软件无线电收发机数字前端的设计[D]. 王丽芳.复旦大学 2011
[6]TD-LTE分布式基站多天线射频拉远单元数字前端的研究[D]. 李春雨.电子科技大学 2011
[7]LTE基站射频单元数字前端下行链路的设计与研究[D]. 雷洪涛.电子科技大学 2011
[8]宽频带数字信道化接收机的设计与实现[D]. 岳玮.哈尔滨工程大学 2011
[9]软件无线电在3G接收机数字前端中的应用研究[D]. 邸平.南京工业大学 2006
本文编号：3194083
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3194083.html
