Bao cao thu phat vo tuyn thit k may p

Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng Khoa Viễn Thông I BÀI BÁO CÁO THU PHÁT VÔ TUYẾN Giảng viên hướng dẫn: Tên đề tài: Nhóm: Các thành viên: Lớp: THS NGUYỄN VIẾT MINH Thiết kế máy phát di động cho LTE UE 10 Nguyễn Hải Nam Nguyễn Việt Anh Lê Minh Tuấn D10VT3 LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ LTE nghiên cứu phát triển rộng rãi giới, LTE cung cấp cho người dùng tốc độ truy nhập liệu nhanh, cho phép phát triển thêm nhiều dịch vụ truy cập sóng vơ tuyến dựa tảng hồn tồn IP, đáp ứng nhu cầu truy cập liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng người dùng Để chuẩn bị tiến tới công 4G/LTE thời gian tới với hạ tầng nhà mạng Việt Nam không ngừng thay đổi phát triển, thay đổi cơng nghễ lẫn mơ hình cấu trúc việc tìm hiểu kiến trúc việc thiết kế máy phát di động cho LTE UE phù hợp với hệ thống hạ tầng viễn thông mối quan tâm hàng đầu hãng sản xuất điện thoại di động Việc thiết kế máy phát di động cho UE LTE bao gồm vấn đề sau: o Chương I: Sơ đồ máy phát UE LTE o Chương II: Các vấn đề chung thiết kế máy phát 4G LTE UE o Chương III: Các vấn đề thiết kế máy phát 4G LTE UE MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: SƠ ĐỒ MÁY PHÁT UE LTE Giới thiệu chương: nhằm mục đích giới thiệu trình bày chương 1.1 Kiến trúc máy phát kiểu mẫu: Hình 1.1 Kiến trúc kiểu mẫu máy phát Từ hình vẽ 1.1, thấy khối máy phát bao gồm: − DAC: biến đối số thành tương tự − Bộ khuếch đại: (High Amplifier): Nâng tần số − Bộ lọc thông thấp (Low Pass Filter): Bộ lọc cho thành phần tần số thấp tần số cắt qua, thành phần tần số cao bị loại bỏ − Bộ trộn hạ tầng: Biến đổi tín hiệu từ trung tần lên cao tần − Bộ khuếch đại công suất (Power Amplifier): Khuyếch đại công suất phát − Bộ lọc song cơng: Lọc tín hiệu trước phát thu tín hiệu, loại bỏ thành phần khơng mong muốn 1.2 Sơ đồ khối máy phát UE LTE Hình 1.2 Sơ đồ khối máy phát UE LTE đa băng đa chuẩn Quan sát từ hình 1.2, máy phát UE LTE bao gồm khối: - SPxT: Các chuyển mạch tương tự LB: Băng thấp; HB: băng cao MMPA: khuếch đại công suất đa chế độ DVGA: Bộ khuếch đại khả biến số FE CTL: Điều khiển đầu vô tuyến DCXO: Bộ dao động tinh thể số - TXVLCO: Bộ dao động tinh thể điều khiển điện áp ĐHDB: Đồng đồng hộ DSP: Bộ xử lý tín hiệu số DAC: Bộ biến đổi số thành tương tự PGA: Bộ khuếch đại khả lập trình CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ 4G LTE UE LIÊN QUAN ĐẾN MÁY PHÁT 2.1 Hỗ trợ đa chế độ đa băng Thiết bị LTE có nhiệm vụ đảm bảo kết nối đến giao diện vô tuyến chuẩn để cung cấp khả chuyển mạng khách hàng vùng chưa thể triển khai trạm gốc LTE Mấu chốt để tiếp nhận cơng nghệ đảm bảo tính liên tục việc cung cấp dịch vụ cho người sử dụng Thiết bị phải hỗ trợ yêu cầu theo vùng vả chuyển mạng nhà khai thác khác phải hỗ trợ nhiều băng tần Để đưa thành cơng cơng nghệ mới, hiệu UE phải có khả cạnh tranh với cơng nghệ có xét tiêu chí chủ chốt giá thành, kích thước tiêu thụ lượng Quy định chia băng tần 3GPP tổng kết bảng 6.1 tài liệu tham khảo (1) Mặc dù thiết kế khối vơ tuyến vịng khóa pha (PLL: Phase Locked Loop) may thu phát (TRX), nhà thiết kế phải định hỗ trợ băng tần đồng thời đầu cuối để tối ưu phần vô tuyên Điều dẫn đến số lượng dải tần số khuếch đại tạp âm nhỏ (LNA: Low Noise Amplifier) đệm phát Các xem xét tương tự cần tiến hành phần tử đầu vô tuyến (FE: Front-End) liên quan đến số lượng tổ hợp khếch đại công suất (PA), lọc số cửa chuyển mạch anten Tương tự cần định số băng hỗ trợ cần thiết đường truyền phân tập Việc phải hỗ trợ nhiều băng đa chế độ dẫn đến phải đưa cấu trúc phân hệ vô tuyến tối ưu hóa sử dụng lại phần cứng FE mà kích thước số lượng phần tử trở thành vấn đề Cải thiện lĩch vực tiến hành sở trình tối ưu hóa thực đầu cuôi EGPRS/WCDMA đồng thời mở rộng chúng để đáp ứng chức LTE Như không làm cho chức LTE phù hợp với chương trình khung kiến trúc sử dụng cho 2G 3G mà cịn tìm hội để sử dụng lại phần cứng:  Phải đạt hiệu LTE mà không sử dụng thêm lọc ngoài: LNA trộn máy phát PA lọc thực số thiết kế WCDMA Điều không loại bỏ hai lọc băng tần mà cịn đơn giản hóa thiết kế TRX IC đa băng Điều tối quan trọng chế độ FDD mà băng sử dụng băng thông kênh lớn khoảng cách song công nhỏ  Tái sử dụng tuyến RF FE cho băng tần không phụ thuộc vào chế độ khai thác Điều bao hàm việc sử dụng: − Dùng chung băng: sử dụng lại lọc thu cho chế độ đặc EGPRS (bán song công) sử dụng lại lọc song công cho chế độ FDD − Khuếch đại công suất đa chế độ: tái sử dụng PA cho chế độ băng tần 2.2 Các thách thức đồng tồn vô tuyến Trong ngữ cảnh UE đa chế độ có nhiều hệ thống vô tuyến nhiều modem (bộ điều chế giải điều chế) đồng tồn BT, vơ tuyến FM, GPS, WLAN DVBH, băng thơng rộng hơn, sơ đồ điều chế nhiều băng đưa vào LTE tạo nên thách thức đồng tồn Tổng quan, vấn đề đồng tồn tín hiệu phát (TX) hệ thống (kẻ gây nhiễu) ảnh hưởng xấu lên hiệu máy thu (RX) hệ thống khác (nạn nhân) độ nhạy máy thu Có hai khía cạnh cần xem xét: tăng trực tiếp sàn tạp âm nạn nhân tạp âm băng máy phát gây nhiễu xảy băng thu giảm cấp hiệu máy thu chế chặn Tổng tạp âm máy thu rò tạp ậm TX gây nhiễu vào máy thu nạn nhân xác định phương trình sau: N0 = Nintrinsic0 + NTxOOB0 = Nintrinsic0 + PTx max Loob0.Lisol = NintrinsicDTxoob No tổng mật độ phổ cơng suất tạp âm; N intrinsic0 =kTNF mật độ phổ công suất tạp âm máy thu (khơng có rị tạp âm từ máy phát) với k=1,38.l0-23 WHz-1K-1 số Boltzmann, T=290K NF hệ số tạp âm máy thu; PTxmax công suất phát cực đại máy phát gây nhiễu; Liso cách ly máy phát gây nhiễu máy thu nạn nhân; L00B0[dBcHz-1] suy hao băng lọc phát tương đối so với công suất phát HZ ;DTXOOB giảm độ nhạy rò tạp âm phát Hay theo dB DTxOOB[dB]=101g(l0Nintrinsic0/10 + 10Ptxmax - L00B0 – Lisol ) Nintrinsic0 = -174dBm.Hz-1+NF Giảm độ nhạy rò tạp âm từ TX gây nhiễu máy thu nạn nhân đuợc mô tả hình 2.1 Hình 2.1 Ảnh hưởng giảm độ nhạy rò tạp âm từ TX nhiễu RX nạn nhân CHƯƠNG 3: CÁC VẤN ĐỀ THIẾT KẾ MÁY PHÁT LTE UE 3.1 Cân đối tỉ lệ rò kênh lân cận tiêu thụ công suất 3.1.1 Một số khái niệm 3.1.1.1 PAPR (Peak to Average Power Ratio): Tỷ số công suất đỉnh công suất trung bình Được biểu diễn cơng thức tốn học sau: Với s(t) ký tự đa sóng mang khoảng thời gian 0