【正文】 RRU技術(shù) 介紹 目 錄 一、 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 二、 RRU射頻鏈路設(shè)計(jì) 三、數(shù)字中頻介紹 四、 RRU可靠性設(shè)計(jì) 目 錄 一、 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 二、 RRU射頻鏈路設(shè)計(jì) 三、數(shù)字中頻介紹 四、 RRU可靠性設(shè)計(jì) BBU RRU RRU Ir Ir Iub RNC NodeB RRU在系統(tǒng)中的位置 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 請(qǐng)下載后閱讀 ? RRU（ Remote RF Unit ）遠(yuǎn)端射頻單元 ? 完成對(duì)基帶下行信號(hào)的調(diào)制放大和發(fā)射 ? 完成對(duì)射頻信號(hào)的接收放大和解調(diào) ? 根據(jù)應(yīng)用有單天線和多天線 RRU ? 支持智能天線 ? 支持多頻段（ A、 F、 E、 D） RRU基本功能 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 RRU單路鏈路架構(gòu) 時(shí) 鐘D A CM C UP O W E RT r a n sc e i v e rT r a n s c e i v e rIr FPGAA D CB B U5372下 變 頻 器D V G AR F 放 大 器I Q M O D5372R XT XL N AP AA N T天 線 濾 波 器R F L O耦 合 器5372A D CD P D 反 饋 通 道D I F環(huán) 行 器RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 請(qǐng)下載后閱讀 RRU各模塊組成 ? 數(shù)字控制單元 ? 數(shù)字中頻單元 ? 系統(tǒng)時(shí)鐘本振單元 ? 收發(fā)信單元 ? 功放單元 ? 天線合路器和濾波器 ? 電源及防雷單元 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 數(shù)字控制和時(shí)鐘單元主要功能 ? 完成 IR協(xié)議處理 ? 完成時(shí)隙控制 ? 實(shí)現(xiàn) RRU級(jí)聯(lián) ? 恢復(fù)低抖動(dòng)的時(shí)鐘信號(hào) ? 支持在線升級(jí)能力 ? 支持本地操作維護(hù)和研發(fā)測(cè)試 ? 完成開關(guān)切換 ? 支持電源接口的檢測(cè) RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 數(shù)字中頻和收發(fā)信單元主要功能 ? 數(shù)字中頻單元主要功能 ? 實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)到數(shù)字中頻的調(diào)制功能 ? 實(shí)現(xiàn)數(shù)字中頻解調(diào)成基帶信號(hào)的功能。 ? 實(shí)現(xiàn)數(shù)字 DPD功能 ? 收發(fā)信機(jī)主要功能 ? 實(shí)現(xiàn)下行數(shù)字中頻到模擬中頻射頻的發(fā)信功能。 ? 實(shí)現(xiàn)上行模擬射頻到模擬及數(shù)字中頻的收信功能 ? 實(shí)現(xiàn) DPD反饋通路功能。 ? 實(shí)現(xiàn)駐波比檢測(cè)反射通道功能 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 模擬收發(fā)信鏈路簡(jiǎn)介 ?發(fā)射鏈路 ?DAC、 IQ調(diào)制器、射頻放大器、功率放大器、濾波器 ?接收鏈路 ?LNA、射頻放大器、下變頻器、中頻 DVGA、 ADC ?時(shí)鐘與本振 ?數(shù)字時(shí)鐘、射頻本振 ?反饋鏈路 ?耦合器、下變頻器、 ADC RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 請(qǐng)下載后閱讀 發(fā)射鏈路簡(jiǎn)介 ?DAC ?完成發(fā)射方向數(shù)據(jù)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換 ?IQ調(diào)制器 ?完成發(fā)射方向中頻模擬信號(hào)到射頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換 ?功率放大器 ?將射頻發(fā)射信號(hào)放大到要求的功率等級(jí) ?射頻放大器 ?完成射頻信號(hào)的的小信號(hào)放大 ?濾波器 ?完成射頻頻段的選頻，抑制帶外干擾信號(hào) ?天線濾波器 ?提供進(jìn)一步的帶外抑制性能 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 請(qǐng)下載后閱讀 ? LNA ? 完成接收信號(hào)的低噪聲放大，保證系統(tǒng)的接收靈敏度； ? 下變頻器 ? 完成接收方向信號(hào)從射頻到中頻的轉(zhuǎn)換 ? 中頻 DVGA ? 完成接收方向中頻信號(hào)的放大且根據(jù)需求進(jìn)行數(shù)字式增益調(diào)節(jié) ? ADC ? 完成接收方向中頻模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換 收信鏈路簡(jiǎn)介 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 反饋鏈路簡(jiǎn)介 ?耦合器 ? 完成對(duì)功放發(fā)射信號(hào)的收集，通過反饋通道回傳至 DPD模塊進(jìn)行運(yùn)算 ?下變頻器 ? 完成反饋信號(hào)從射頻到中頻的轉(zhuǎn)換 ?ADC ? 完成反饋通道中頻模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 時(shí)鐘與本振簡(jiǎn)介 ?數(shù)字時(shí)鐘 ? 完成系統(tǒng)時(shí)鐘的恢復(fù)并為 ADC、 DAC、 FPGA等器件及射頻本振電路提供參考時(shí)鐘 ?射頻本振 ? 提供 IQ調(diào)制器、下變頻器本振信號(hào) RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 功放單元主要功能和組成 ? 主要功能 ? 下行信號(hào)高功率放大 ? 上行信號(hào)低噪聲放大 ? 上下行通道時(shí)分切換 ? 下行輸出過功率保護(hù)功能 ? 提供下行前向功率和反向功率檢測(cè)射頻通道 ? 提供板卡溫度檢測(cè)功能 ? 提供產(chǎn)品標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)和相關(guān)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)功能 ? 主要組成部分 ? 功放部分 ? 上行低噪放部分 ? 下行功放前向功率耦合部分 ? 下行反向功率耦合部分 ? 反饋、駐波及接收信號(hào)開關(guān)控制切換部分 ? 溫度檢測(cè)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 天線濾波器主要功能 ? 發(fā)射鏈路的帶外雜散抑制 ? 接收的帶外阻塞信號(hào)的抑制 ? 以及防雷保護(hù) ? F/A雙頻段的合路 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 目 錄 一、 RRU硬件系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)介 二、 RRU射頻鏈路設(shè)計(jì) 三、數(shù)字中頻介紹 四、 RRU可靠性設(shè)計(jì) 一、射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 二、關(guān)鍵器件選型 RRU射頻鏈路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)指標(biāo)分配 ? 主要指標(biāo)： ? 頻率穩(wěn)定度（與振蕩源的相位噪聲有關(guān)） ? 輸出功率 ? EVM（調(diào)制特性指標(biāo)） ? 接收機(jī)靈敏度（與增益和噪聲有關(guān)） ? 動(dòng)態(tài)范圍 ? 各種干擾的抑制（與濾波器及器件非線性有關(guān)） 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 系統(tǒng)指標(biāo)分配設(shè)計(jì)原則 ? 天線雙工器的插入損耗必須很小。 ? 低噪聲放大器必須有很低的噪聲、合適的增益、高的三階互調(diào)截點(diǎn)及低的功耗。 ? 混頻器應(yīng)有高的三階互調(diào)截點(diǎn)及低的噪聲。 ? 頻率合成器應(yīng)有低的相位噪聲、切換速率快。 ? 濾波器中心頻率的熱漂移要小、頻率響應(yīng)誤差小。 ? 根據(jù)通信環(huán)境、通信距離、工作頻段、調(diào)制方式等因素，兼顧系統(tǒng)可靠性、各組成部件的可實(shí)現(xiàn)性和難易復(fù)雜度，合理確定整機(jī)指標(biāo)、分配部件指標(biāo)、選擇器件。 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 發(fā)射性能指標(biāo) ? 額定發(fā)射功率： 瓦級(jí) rms ? 最大發(fā)射功率： 額定功率 177。 2dB 額定功率 177。 （極限條件） ? 動(dòng)態(tài)范圍： 額定功率 30dB ? 鄰道功率泄漏： 40 dBc （ 40 oC ~ +55 oC） ? 次鄰道功率泄漏： 45 dBc （ 40 oC ~ +55 oC） ? 下行功控步長(zhǎng)： 3dB 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射性能指標(biāo) 發(fā)射主要性能指標(biāo) ? 發(fā)射機(jī)關(guān)閉功率： 82dBm ? 發(fā)射 EVM： % ? 發(fā)射 PCDE： 28dB ? 頻率穩(wěn)定度： 177。 ? 占用帶寬： ? ? 頻譜模板：滿足 3GPP規(guī)范要求 ? 雜散輻射：滿足 3GPP規(guī)范要求 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射性能指標(biāo) 發(fā)射性能指標(biāo) ? 參考靈敏度： 110dBm ? 動(dòng) 態(tài) 范 圍： 30dB（ @76dBm/ AWGN干擾） ? 加以下干擾信號(hào)時(shí)，靈敏度惡化不大于 6dB ? 鄰道選擇性： 55dBm TDD信號(hào) @ offset ? 阻塞特性（帶內(nèi)）： 40dBm 窄帶 CDMA信號(hào) @ offset ? 阻塞特性（帶外）： 15dBm CW信號(hào) @1880,1980—1990,2045MHz ? 互調(diào)特性： 48dBm ? offset CW信號(hào) + offset 2碼道TDD 信號(hào) 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 接收性能指標(biāo) 接收性能指標(biāo) 發(fā)射指標(biāo)分配及鏈路預(yù)算，主要考慮： ? 發(fā)射功率 Pout Pout (dBm) = Gfilter (dB) + GPA_ (dB) + GRF + Pout_DIF ? 線性指標(biāo) ACLR，在鏈路預(yù)算中折算成 IP3 ? 調(diào)制精度 EVM，主要受限于射頻本振的相位噪聲 ? 動(dòng)態(tài)范圍：目前通過調(diào)整基帶數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，要求射頻通道向下30dB仍工作在線性范圍。 ? 下行功控步長(zhǎng)：通過基帶功率控制實(shí)現(xiàn) ? 發(fā)射機(jī)關(guān)閉功率：設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮發(fā)射噪聲底及開關(guān)的隔離度 ? 頻率穩(wěn)定度： 由參考源和射頻本振決定 ? 占用帶寬： 由 DIF部分的 RRC濾波器決定 ? 頻譜模板、雜散輻射：通過優(yōu)選器件線性度及鏈路中的濾波器來達(dá)到指標(biāo)。 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射指標(biāo)分配 發(fā)射指標(biāo)分配 — 發(fā)射頻譜特性 ? 發(fā)射機(jī)的頻譜特性包括占用帶寬、帶外輻射和雜散等三個(gè)方面： ? 占用帶寬指 99％的平均發(fā)射功率所占用的頻帶寬度。 3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用滾降系數(shù)為 ?=，占用帶寬 。 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射指標(biāo)分配 發(fā)射指標(biāo)分配 — 發(fā)射頻譜特性 ? 帶外輻射指發(fā)射信道近端的頻譜特性，這里主要指鄰信道和次鄰信道的功率泄漏（ ACLR）。 ? 雜散指發(fā)射頻譜遠(yuǎn)端的寄生輻射，主要是一些發(fā)射互調(diào)產(chǎn)物和發(fā)射通道的泄漏。 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射指標(biāo)分配 發(fā)射指標(biāo)分配 — 發(fā)射調(diào)制特性 3GPP規(guī)定發(fā)射機(jī)的調(diào)制質(zhì)量用 EVM和 PCDE來衡量。要求： EVM% PCDE28dB 這兩個(gè)指標(biāo)之間有近似固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 所以我們可以僅關(guān)心 EVM這個(gè)指標(biāo)。 PCDE=20*lg(EVM) 10*lg16+2 (dB) 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射指標(biāo)分配 發(fā)射指標(biāo)分配 — 發(fā)射調(diào)制特性 ? 影響 EVM指標(biāo)的因素包括： ? 輸入 I／ Q信號(hào)幅度不平衡 ? 正交調(diào)制器移相誤差（ I／ Q相位不平衡） ? 載波泄漏 ? 通道幅度不平坦性 ? 通道相位失真 ? 本振相位噪聲 ? 非線性失真等。 ? 采用數(shù)字中頻技術(shù)的系統(tǒng)中，影響調(diào)制質(zhì)量的主要因素是發(fā)射信道的幅度不平坦、相位失真、非線性失真和本振相位噪聲。 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射指標(biāo)分配 發(fā)射指標(biāo)分配 — 發(fā)射調(diào)制特性 ? 在 給定指標(biāo) 的基礎(chǔ)上，本振相位噪聲對(duì) EVM的貢獻(xiàn)在 %到4%左右。 ? 濾波器的幅度失真對(duì) EVM的貢獻(xiàn)為 2%， ? 相位失真對(duì) EVM的貢獻(xiàn)為 % ? 器件非線性失真對(duì) EVM的貢獻(xiàn)為 4% ? 將以上幾部分的影響?yīng)毩⒖紤]，用下式計(jì)算總的 EVM。 ??i iE V ME V M 2實(shí)際 EVM指標(biāo)應(yīng)該根據(jù)各部分器件的指標(biāo)實(shí)現(xiàn)難度來均衡分配，不至于對(duì)某一部分電路的指標(biāo)要求過高而難以實(shí)現(xiàn)。 射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 發(fā)射指標(biāo)分配 接收性能指標(biāo)分配 — 參考靈敏度 ? 根據(jù)參考靈敏度對(duì)收信鏈路的 噪聲系數(shù) 提出要求： ? 這里 C/I為基帶 IQ信號(hào)的解調(diào)噪聲門限，根據(jù)系統(tǒng)仿真結(jié)果取 。 NF為收發(fā)信鏈路的噪聲系數(shù)， Pmin為參考靈敏度電平（ 110dBm ）。 ? 10lg（ kT0BW）＝ 113dBm/。計(jì)算可得到收信鏈路的噪聲系數(shù) MaICNFBWkTP ???? /)l g (10 0m i n? ? MaICBWkTPNF ????? )l g (10 0m i ndBIC ??射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 —— 接收性能指標(biāo)分配 接收性能指標(biāo)分配 — 鄰信道選擇性 ? 鄰信道選擇性由接收機(jī)的信道濾波器保證。根據(jù) 3GPP標(biāo)準(zhǔn)，接收機(jī)的輸入功率為時(shí)，可接受的總的噪聲功率（包括干擾）為： ? 其中 。熱噪聲功率： ，占總噪聲功率的 1/4。因此，鄰信道干擾占總噪聲功率的 3/4，即 。則要求信道濾波器對(duì)鄰信道干擾的抑制為： dBd B md B m ??d B mdBd B mMaICPP ??????????IN PPP ??? d B mNFPP NN 1 0 60 ????d B mP I ??射頻收發(fā)鏈路指標(biāo)分解 ——