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一.基本概念 1. dB、dBm 2. GSM频谱规划 3. 物理信道 4. 变频 5. 噪声与杂散 6. 信噪比 7. 参考灵敏度、耦合灵敏度
1. dB、dBm dB 一个信号的参量与另一个信号的参量的比值的对数表示,是一个相对值 如果x1=10W,x2=5W,则x1比x2大3dB
2.GSM频谱规划 GSM工作在900MHz频段、1800MHz、1900MHz频段,具体频谱划分如下表
3. 物理信道 物理信道=时隙+频道
TDMA and FDMA 7 6 5 4 3 2 1 Physical Channel is an ARFCN and Timeslot Amplitude 4 Timeslot 3 2 Frequency 1 ARFCN 4 1 2 3 4 5 6
控制信道和业务信道 控制信道用于传输基站与手机通信所需的控制信息。一个典型的控制信道是广播信道,广播信道向小区的所有用户发送,用于手机搜索网络、与网络同步等。象灯塔一样具有指示作用。 业务信道在通话时使用,用于在移动台和基站间交换语音信息。
4. 变频 变频分为上变频和下变频,上变频是将较低频率的信号变换为较高频率的射频信号,下变频则相反,上变频用于发射,下变频用于接收,变频的基本原理表示如下
变频分类 射频与基带信号间可以通过多次频率变换实现相互转换,发射机通常采用二次变频的方式实现,接收机则有三种方式实现射频变换到基带 二次变频 零中频变频 低中频变频
二次变频 优点:技术成熟,现代无线接收机的经典结构 缺点:结构复杂,不便于集成,成本高
零中频变频 优点:结构简单,便于集成,成本低 缺点:存在直流漂移干扰问题
数字低中频变频 优点:抗邻信道干扰能力强,消除了直流漂移干扰问题,结构简单,便于集成 缺点: 对变频器要求较高
5.噪声与杂散 噪声和杂散是电子系统存在的干扰的两种表现形式 噪声频谱是连续的,是无法完全消除的 杂散频谱是非连续的,是可以消除的
发射电路上重点抑制杂散 接收电路上重点抑制噪声
6.信噪比 信噪比(S/N)顾名思义是指有用信号和噪声的比值,一定的信噪比是手机能正确解调出来自基站信息的必要条件。接收机中射频设计的目标之一就是尽可能地抑制噪声同时提高有用信号功率,从而保证输入基带的信号有最大的信噪比
7.参考灵敏度与整机灵敏度 参考灵敏度是描述手机在没有外来干扰的情况下接收信号能力的指标,通常通过电缆连接来测试,主要受以下几方面因素的影响: 1. 基带编码的抗干扰能力 2. 射频对噪声的抑制能力 3. 射频对有用信号的衰减量 4. 信道带宽
整机灵敏度是描述手机整机接收信号能力的指标,主要受以下因素的影响: 1. 天线的性能 2. 手机主板的参考灵敏度 3. 手机的结构设计 4. 屏、FPC、电池等其他附件
二. 手机射频单元基本构成 手机射频单元包括以下部分: 1.收发信单元 2.功率放大单元 3.开关单元 4.天线单元
手机射频单元基本构成图
1.收发信单元 收发信单元是手机射频的核心处理单元,包括收信单元和发信单元。 发信单元完成对基带信号的上变频、滤波、放大。 收信单元完成对接收信号的放大、滤波和下变频最终输出基带信号。
AD6548 AD6548,是一颗专门用于GSM射频处理的transceiver芯片,支持三频段工作,包括GSM850.GSM.DCS.PCS。收信单元采用数字低中频方案,发信单元采用两次变频方案。集成了本振发生单元、时钟单元、收发信单元。
AD6548内部结构框图
AD6548原理示意图
2.功率放大器 RF7161 功率放大器用于将transceiver输出的射频信号放大
4.天线单元 手机天线分为外置天线和内置天线 内置天线有多种形态,主要包括以下几种 monopole天线 PIFA 天线 软电路板天线 PCB天线 当前主流天线为PIFA天线和monopole天线
三. GSM手机的一些指标 发射 TX Power PVT ORFS PFER 接收 BER / FBER RX Level