LTE基站接收机前端射频链路的研究与设计

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2008年年底,第一个可供商用的LTE R8版本系列规范的发布标志着LTE技术逐步进入实用阶段,随后世界各地的运营商开始着手架设LTE试用网,本文即在此背景下,以LTE接收机前端为研究对象,尝试设计满足LTE协议相关指标要求的基站接收机前端链路。本文首先讨论了接收机链路的几种常用拓扑结构,在对比完各种结构的优缺点后确定本文设计时所采用的接收机前端链路结构为数字中频结构;接着本文结合LTE相关协议详细解读了接收机链路设计过程中的几个重要指标,在此基础上结合仿真分析,进行了芯片选型;随后本文展开介绍了相关电路的设计,在低噪声放大器电路的设计过程中,本文详细解读了微带线长度以及焊盘间距对于前端匹配电路的影响,并在此基础上结合软件仿真说明了仅按芯片数据手册上的推荐电路进行设计的错误性,在锁相环电路的设计过程中,本文通过对相关电路原理的简要分析为本次设计指明了方向;最后本文介绍了实际电路的测试方法和测试结果,实测结果表明本文所设计的基站接收机前端链路基本满足LTE协议相关指标的要求。本次接收机电路的设计和调试过程始终紧密结合理论分析和软件仿真,在设计滤波器时,本文尝试采用原理图和版图联合仿真的方法来得到与实际情况最为接近的仿真结果,从而减小实际电路调试所要花费的时间;在锁相环电路遇到杂散问题时,本文尝试通过电源完整性分析解决了该问题,这也表明了实际高频电路设计过程中电磁兼容分析的重要性;在电路实测方面,本文分析了仪器底噪以及解调软件等对于测量结果的影响,并给出了相应的解决办法;另外对于极为重要而又经常被忽略的如中频规划和链路综合仿真等内容也在本文中有所介绍。
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