cho máy thu của 3GUMTS UE.
Méo điều chế giao thoa bậc gây ra do méo phi tuyến bậc ba trong thiết bị phi tuyến tạo ra các các sản phầm điều chế giao thoa (IMP3: Third-order Intermodulation Product). Các sản phẩm IMP3 rơi vào băng thu được gọi là sản phẩm méo điều chế giao thoa bậc ba (IMD3: Third-oder Intermodullation Distortion). Các sản phẩm IMD3 làm giảm cấp hiệu năng của máy thu. IMD3 thường được đánh giá 54ong54 qua điểm cắt bậc ba (IP3: Third-order Intercept Point). IP3 tham chiếu đầu thiết bị phi tuyến được gọi là IIP3 (Third-order Intercept Point: điểm cắt bậc ba đầu vào). Trong các phần dưới đây trước hết ta rút ra công thức tính công suất IMD3 cho hai tần số không điều chế (tần số này thường được gọi là 54ong), sau đó ta rút ra quan hệ giữa công suất IMD3 và IIP3 cho hai tông cuối cùng ta sử dụng các công thức này để tính toán IIP3 yêu cầu dựa trên quy định tối thiểu về đo kiểm điều chế giao thoa của 3GPP.
4.2.9.1 Méo điều chế giao thoa bậc ba (IMD3) và IIP3
Từ chương hai ta được công suất méo điều chế giao thoa bậc ba cho từng thành phần IM3 như sau.
Đối với tín hiệu đầu vào có công suất bằng nhau
Công suất đầu vào của tone 1 và ton2 hai: P1=P2 =A2 /2R IMD3 tại các thành phần thấp và cao (2f1-f2/2f2-f1):
IMD3,2f1-f2/2f2-f1 =PT3/ IIP32 2f1-f2/2f2-f1 (4.30) Hay theo dB: IMD3,2f1 -f2/2f2 -f1[dB] =3PT -2IIP3f1 -f2/2f2- f1 (4.31) IIP3 tần cao 2f2-f1: IIP32f2-f1[dBm]=0,5(3PT- IIMD3,2f2-f1) (4.32) IIP3 tần thấp 2f1-f2: IIP32f1-f2 [dBm] =0,5(3PT- IIMD3,2f1-f2) (4.33)
Đối với tín hiệu đầu vào có công suất khác nhau
Công suất đầu vào P1 =A1 2/2R và P2 =A2 2/2R IMD3 tại 2f2-f1: IMD3,2f2 -f1 [dBm]=2P2+P1- 2IIP32f2-f1 IIP32f2-f1 [dBm]=P2+0,5(P1- IMD3,2f2 -f1) IMD3 tại 2f1-f22: IMD3,2f1 –f2 [dBm]=2P1+P2- 2IIP32f1-f2 IIP32f1-f2 [dBm]=P2+0,5(P1- IMD3,2f1 –f2)
Loại bỏ đáp ứng điều chế giao thoa là một số đo khả năng máy thu thu tín hiệu mong muốn trong tần số kênh được ấn định khi có mặt hai hay nhiều tín hiêu gây nhiễu có khoảng cách nhất định so với với tín hiệu mong muốn.
Yêu cầu tối thiểu đối với điều chế giao thoa bậc ba phải đảm bảo méo bậc ba
(IMD3: Third-order Intermodulation Distortion) là đảm bảo BER không vượt qua 10-3
được đặc tả bằng các thông số trong bảng 4.8.
Bảng 4.8. Các thông số đối với IMD3
Thông số thu Mức
Công suất mong muốn,
Pmm[dBm/3,84MHz]
Pmin+3dB Công suất trung bình
nhiễu chặn (CW), ICW[dBm]
-46
Công suất trung bình nhiễu chặn (điều chế), Imod[dBm] -46 Dịch tần nhiễu chặn (CW), f CW [MHz ] -10 10 Dịch tần nhiễu chặn (điều chế), fmod [MHz ] -20 20
4.2.9.3 Đánh giá IMD3 và IIP3 theo yêu cầu điều chế giao thoa Kịch bản đo kiểm IMD3
Méo bậc ba gây ra các sản phẩm điều chế giao thoa bậc ba (IMD3: Third-order Intermodulation Order) ảnh hưởng rất lớn lên hiệu năng máy thu vì sự tồn tại của các tín hiệu điều chế mạnh có biên độ thay đổi theo thời gian. Kịch bản đó kiểm sản phẩm IMD3 được thể hiện trên hình 4.21. Dạng phổ của các tín hiệu này cũng giống như các tín hiệu mong muốn (RRC) nhưng dạng phổ của sản phẩm méo điều chế giao thoa bậc hai (IMD3) lại khác (xem hình 4.21).
Hình 4.21. Đo kiểm IMD3
(a) Phổ tín hiệu mong muốn và nhiễu chặn dịch tần,(b) phổ băng gốc của các tín hiệu mong muốn và nhiễu.
Tín hiệu thu mong muốn Pmm = Pmin+3dB= -117dBm+3dB=-114dBm. Hai tín hiệu nhiễu dịch tần 10 và 20 MHz so với tín hiệu mong muốn. Tín hiệu nhiễu thứ nhất là một tín hiệu CW (56ail liên tục) có công suất sau bộ lọc song công I CW=- 46dBm; tín hiệu nhiễu thứ 56ail à một tín hiệu được điều chế có công suất Imod =- 46dBm. Vì tín hiệu mong muốn nằm gần mức độ nhạy, nên phải xét cả tạp âm và nhiễu. Giả thiết là sản phẩm điều chế giao thoa bậc ba của hai nguồn nhiễu được xử lý như là tạp âm, mức công suất tạp âm cộng nhiễu cực đại được phép có thể tính như sau:
(N+ I)max =Pmin- SNRreq,1 + GP (4.34)
Thay các giá trị vào phương trình (4.34) ta được:
(N+I)max = -114dBm -7dB+25dB= -96dBm
trong đó (N+I)max được tham chiếu tại đầu vào LNA
Trong đo kiểm này một số sản phẩm nhiễu được tạo ra, vì thế phải phân bổ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
công suất tạp âm cho phép và công suất nhiễu (N+I) max . Phân bố công suất được giả
thiết như sau: (1) tạp âm Nmax (50% hay -3dB), (2) nhiễu điều chế giao thoa IIMD3
(15% hay -8dB), (3) rò nhiễu CW Ileak,CW (15% hay -8dB), (4) rò nhiễu điều chế Ileak,mod
(15% hay -8dB), tạp âm pha bộ dao động nội ILO.Ph (5% hay -13dB). Bỏ qua các sản phẩm méo bậc hai.
Mức công suất tạp âm N=-96dBm-3dB= -99dBm. Mức công suất tương ứng với méo IMD3: IIMD3= (I+N)max -8 dB= -96 dBm -8dB=-104dBm. Mức công suất
dịch tần 10 MHz là LCW= -46dBm- (-104)dBm = 58dB. Mức công suất rò nhiễu điều chế là: Ileak,mod=(I+N)max -8 dB= -96 dBm-8dB= -104dBm vì thế cần lọc tại dịch tần 10
MHz là Lmod= -46dBm- (-104) dBm = 58dB.
Tính toán yêu cầu IIP3 cực đại đối với UE
Đặc tính điều chế giao thoa bậc ba (IMD3) là một số đo khả năng thu tín hiệu mong muốn khi có mặt hai tín hiệu gây nhiễu. IMD3 được đánh giá bằng điểm cắt đầu vào bậc ba (IIP3: Input Third Order Intercept Point). Trong phần này ta sẽ xét các trường hợp đánh giá IIP3.
IIP3 của máy thu WCDMA được xác định bằng đo kiểm điều chế giao thoa theo chuẩn 3GPP theo kịch bản đựơc thể hiện trên hình 4.23.
Trong trường hợp này 2f1-f2= 2x10MHz-20MHz=0 sẽ là tần thấp rơi vào băng thu, nên ta sẽ sử dụng phương trình (4.39) với thay thế Pin1=ICW và Pin2=Imod như sau: IIMD3[dBm]=2ICW + Imod- 2IIP3
=> IIP3=ICW +0,5(Imod-IIMD3) (4.35)
Thay ICW=- 46dBm, Imod=-46dBm và IIMD3= -104dBm ta được IIP3 tối thiểu như sau: IIP3=-46dBm+ 0,5(-46dBm+104dBm)=-17dBm
Hay IIP3≥-17dBm
IIP3 với đo kiểm nhiễu ngoài băng
Đo kiểm nhiễu chặn ngoài băng trực tiếp đặt ra yêu cầu IIP3 cho máy thu. Hình 4.22 cho thấy mặt nạ phổ của nhiễu chặn ngoài băng. Từ hình 4.23 ta thấy công suất nhiễu chặn thực tế thay đổi phụ thuộc vào dịch tần theo các yêu cầu 3GPP. Nhiễu chặn ngoài băng sẽ trộn với tín hiệu rò từ máy phát tạo ra các sản phẩm bậc ba rơi vào băng thu. Nếu ta ký hiệu tần số phát là ftx, tần số thu là frx, khoảng cách song công phát thu là Δf=(ftx+frx)/2 (đối với băng một Δf=190MHz) và fblock là tần số nhiễu chặn, thì IMD3 do trộn giữa nhiễu chặn vời rò phát vào thu có thể xẩy ra trong trường hợp sau: fblock=frx-Δf/4. Dưới đây ta sẽ xét trường hợp này.
Sử dụng mức tín hiệu mong muốn cao hơn 3 dB so với độ nhạy tham chuẩn
Pmm=-117dBm+3dB= -114dBm, ta tính được công suất nhiễu cộng tạp âm cho phép
(N+I)max=-96dBm. Coi răng nhiễu chiếm một nửa trong tổng nhiễu và tap âm cho phép
ta được Imax=-99dBm. Coi rằng tổn hao bộ lọc song công là 2dB ta đựơc mức nhiễu do
sản phẩm IMD3 gây ra bằng: IIMD3=-99dBm-2dB=-101dBm. Băng 1 có khoảng cách
song công 190MHz và nhiễu chặn CW gâi ra IMD3 nằm tại dịch tân 95 MH, nên nhiễu chặn CW ngoài băng có công suất -15dBm. Suy hao lọc song công 30dB là nhiễu này giảm còn -45dBm. Rò từ phát vào thu bằng -25,5dBm.
Ta thay thế nhiễu CW và nhiễu rò phát bằng hai tín hiệu đồng mức như sau:
( dBm) ( dBm) dBm Pin 45 38,5 3 2 5 , 25 3 1 − = − + − =
IIP3[dBm]=0,5(3(-38,5dBm)+101dBm)=-7,25
Hình 4.23. Mặt nạ phổ và kịch bản đo kiểm IIP3 cho nhiễu ngoài băng.