RF交流,一電磁頻譜,1）全部電磁頻譜顯示了各種業(yè)務(wù)的大約位置；2）頻譜從次聲頻（幾赫茲）延伸到宇宙射線（1022Hz）；3）頻譜進(jìn)一步劃分成小組或頻帶，每個(gè)頻帶具有一個(gè)描述性的名稱和帶寬號(hào)；4）國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)（CCIR）的頻率名稱如右表。,極低頻（Extremelylowfrequencies）極低頻（ELF）是30Hz到300Hz范圍內(nèi)的信號(hào)，并包含交流配電信號(hào)（50Hz）和低頻遙測(cè)信號(hào)；話音頻率（Voicefrequencies）話音頻率（VF）是300Hz到3000Hz范圍內(nèi)的信號(hào)并包含通常與人類語(yǔ)音相關(guān)的頻率。標(biāo)準(zhǔn)電話信道帶寬為300Hz到3000Hz，通稱話音頻率或話音頻帶信道；甚低頻（VeryLowFrequencies）甚低頻（VLF）是3kHz到30kHz范圍內(nèi)的信號(hào)。它包括人類聽覺范圍的高端。VLF用于某些特殊的政府或軍事系統(tǒng)，比如潛艇通信。低頻（LowFrequencies）低頻（LF）是30kHz到300kHz范圍內(nèi)的信號(hào)，主要用于船舶和航空導(dǎo)航。中頻（Mediumfrequencies）中頻（MF）是300kHz到3MHz范圍內(nèi)的信號(hào)，主要用于商業(yè)AM無(wú)線電廣播（535kHz到1605kHz）。高頻(HighFrequencies)高頻（HF）是3MHz到30MHz范圍內(nèi)的信號(hào)，常稱為短波（shortwave）。大多數(shù)雙向無(wú)線電通信使用這個(gè)范圍，美國(guó)之音和自由歐洲無(wú)線廣播在HF頻帶內(nèi)。業(yè)余無(wú)線電和民用波段（CB）無(wú)線電也使用HF范圍內(nèi)的信號(hào)。,甚高頻（Veryhighfrequencies）甚高頻（VHF）是30MHz到300MHz范圍內(nèi)的信號(hào)，常用于移動(dòng)通信、船舶和航空通信、商業(yè)FM廣播（88MHz到108MHz）及頻道2-13（54MHz到216MHz）的商業(yè)電視廣播。特高頻（Ultrahighfrequencies）特高頻（UHF）是300MHz到3GHz范圍內(nèi)的信號(hào)，由商業(yè)電視廣播的頻道14-83、陸地移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、蜂窩電話、某些雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)、微波及衛(wèi)星無(wú)線電系統(tǒng)所使用。一般說(shuō)來(lái)，1GHz以上的頻率被認(rèn)為是微波頻率，它包含UHF范圍的高端。超高頻（Superhighfrequencies）超高頻（SHF）是3GHz到30GHz范圍內(nèi)的信號(hào)，包括主要用于微波及衛(wèi)星無(wú)線電通信系統(tǒng)的頻率。極高頻（Extremelyhighfrequencies）極高頻（EHF）是30GHz到300GHz范圍內(nèi)的信號(hào)，除了十分復(fù)雜、昂貴及特殊的應(yīng)用外，很少用于無(wú)線電通信。紅外（Infrared）紅外頻率是0.3T到300THz范圍內(nèi)的信號(hào)，通常不認(rèn)為是無(wú)線電波。紅外歸入電磁輻射，通常與熱有關(guān)系。紅外信號(hào)常用于熱尋的制導(dǎo)系統(tǒng)、電子攝影及天文學(xué)?？梢姽猓╒isiblelight）可見光包括落入人類可見范圍（0.3PHz到3PHz）內(nèi)的電磁頻率。光波通信常與光纖系統(tǒng)一起使用，近年來(lái)它已成為電子通信系統(tǒng)的一種主要傳輸介質(zhì)。,二、選用800MHz-900MHz做移動(dòng)通信的歷史必然性20世紀(jì)60年代，貝爾實(shí)驗(yàn)室為預(yù)研和規(guī)劃高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)選用了800-900MHz頻率范圍。在這個(gè)較高頻率范圍內(nèi)工作的移動(dòng)電話公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)之一就是可提高頻譜利用能力。例如，在35MHz時(shí)，1%帶寬僅為350kHz；而在800MHz時(shí)，1%帶寬約為8MHz.另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電路元件的尺寸可大為降低，實(shí)現(xiàn)小型化手持系統(tǒng)。但，對(duì)于移動(dòng)電話應(yīng)用來(lái)說(shuō)，擴(kuò)展到更高的范圍內(nèi)也有實(shí)際限制。主要考慮的是多徑衰落的嚴(yán)重程度隨信道頻率增高而大大增加。當(dāng)高于10GHz的頻率時(shí)，除引起嚴(yán)重路徑損耗的其他原因外，降雨成為一個(gè)重要的衰減因素。由于這個(gè)原因，10GHz以上的頻率對(duì)于移動(dòng)無(wú)線電話通信是不適用的。在實(shí)際應(yīng)用中，頻率超過(guò)1GHz以上的移動(dòng)通信，就必須充分考慮風(fēng)云雨雪等氣候變化帶來(lái)的多徑衰落。,三、射頻(RF)模擬電路與基帶(BB)模擬電路的實(shí)質(zhì)區(qū)別所在頻率越高，意味著電信號(hào)波長(zhǎng)越小。應(yīng)用于射頻電路，其波長(zhǎng)可與分立的電路元件的幾何尺寸相比擬，電壓和電流不再保持空間不變，必須把它們看作是傳輸?shù)牟ā?yīng)用于基帶電路，因傳輸信號(hào)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于分立的電路元件的尺寸，電壓和電流基本保持空間不變。一般情況下，當(dāng)分立的電路元件的平均尺寸大于工作信號(hào)波長(zhǎng)的十分之一時(shí)，必須以“射頻”的眼光來(lái)看待。,四、CMU上常見幾個(gè)物理表征單位辨析：dBmdBm是一個(gè)考征功率絕對(duì)值的值，計(jì)算公式為：10lgP（功率值/1mw）。例1如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。例2對(duì)于2W的功率，按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為：10lg（2W/1mw）=10lg（2000）=10lg2+10lg1000=33dBmdBdB是一個(gè)表征相對(duì)值的值，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個(gè)dB時(shí)，按下面計(jì)算公式：10lg（甲功率/乙功率）例3甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說(shuō)，甲的功率比乙的功率大3dB。例4通常我們使用GSM900射頻線損耗約為0.5dB。例5如果甲的功率為33dBm，乙的功率為27dBm，則可以說(shuō)，甲比乙大6dB。dBc有時(shí)也會(huì)看到dBc，它也是一個(gè)表示功率相對(duì)值的單位，與dB的計(jì)算方法完全一樣。一般來(lái)說(shuō)，dBc是相對(duì)于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來(lái)度量與載波功率的相對(duì)值，如用來(lái)度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對(duì)量值。在采用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。dBuV根據(jù)功率與電平之間的基本公式V2=P*R，可知dBuV=90+dBm+10*log(R),R為電阻值。載PHS系統(tǒng)中正確應(yīng)該是dBm=dBuv-107，因?yàn)槠涮祓佔(zhàn)杩篂?0歐。,五、引入VSWR(VoltagestandingWaveRatio)的物理意義：沿PCB板上傳輸?shù)纳漕l信號(hào)必須看做“行進(jìn)或反射”中的電磁波。電磁波在PCB板上傳播的路徑，一般統(tǒng)稱傳輸線。傳輸線上只有向前行進(jìn)（入射到傳輸線上沒(méi)被反射）的電磁波，稱為行波。當(dāng)入射到傳輸線上的電磁波完全被反射，傳輸線上沒(méi)有向前傳輸?shù)碾姶挪?，形成純駐波。由于傳輸線阻抗、介質(zhì)的不連續(xù)性等因素，入射到傳輸線上的電磁波必然有一小部分被反射回去形成駐波，而絕大部分向前傳輸形成行波，駐波比是聯(lián)系兩者關(guān)系的重要紐帶之一。通常傳輸線上既有向前傳輸?shù)牟ǎㄐ胁ǎ灿斜环瓷涞牟ǎv波），二者疊加的結(jié)果形成行駐波。從上面看問(wèn)題的角度出發(fā)，駐波比定義為（行波的模值+駐波的模值）/（行波的模值-駐波的模值）。當(dāng)傳輸線上沒(méi)有反射時(shí)，也就是駐波為0，這時(shí)駐波比為1。當(dāng)傳輸線上電磁波完全被反射，這時(shí)入射的波（行波）等于反射的波（駐波），駐波比為無(wú)窮大。,六、反射系數(shù)反射系數(shù)是表征行波和駐波之間關(guān)系的另外一個(gè)物理表示量。反射系數(shù)定義為反射的波（駐波）與入射的波（行波）的比。反射系數(shù)越大，駐波比也越大，二者是同比例關(guān)系。工程上，為了便于直觀使用，又引入了回波損耗（returnloss）的概念。回波損耗的定義：反射系數(shù)的模值的倒數(shù)，然后再取對(duì)數(shù)，回波損耗的單位為dB。,七、駐波比、反射系數(shù)、回波損耗之間的關(guān)系經(jīng)常會(huì)混淆這三個(gè)概念，或錯(cuò)誤的使用它們。從數(shù)學(xué)角度上講，這三個(gè)概念量之間是可以換算的；從物理意義角度講，這三個(gè)概念出發(fā)點(diǎn)不同。駐波比是從行波和駐波形成的合成波（行駐波）的角度出發(fā)來(lái)闡釋自己的，從駐波比的數(shù)值可以直觀到傳輸線上合成波的最大值和最小值的比。反射系數(shù)是從能量得失的角度出發(fā)來(lái)闡釋自己的，從反射系數(shù)可直觀得到能量向前傳遞的情況。回波損耗是從反射波（駐波）的出發(fā)來(lái)闡釋自己的，從回波損耗可直觀得到反射波的損耗情況。Forexample，假如反射系數(shù)為1/3，表示有(1/3)*(1/3)的能量，既入射能量1/9被反射掉；換算成駐波為2，表示合成波的最大值與最小值之比為2；在換算成回波損耗，為9.4dB。從反射系數(shù)衍生出另外一個(gè)物理量：插入損耗（InsertionLoss），插入損耗定義為向前傳輸?shù)墓β逝c入射到傳輸線上的功率之比，反射系數(shù)越小，插入損耗也就越小。,八、實(shí)際使用的RFcable線VSWR情況分析：每條RF在出廠前，都有一個(gè)標(biāo)定的插入損耗，例如：通常我們使用的RFcable線的插入損耗為GSM9000.5dB，DCS18000.9dB。若RFcable線使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)材質(zhì)老化，或不恰當(dāng)?shù)氖褂?，如?jīng)常扭曲，彎折造成傳輸線上的不連續(xù)點(diǎn)，cable線的插入損耗會(huì)變大，相應(yīng)的反射系數(shù)和VSWR也會(huì)變大。如果你還用原來(lái)的loss設(shè)置來(lái)使用VSWR變大的線，校準(zhǔn)出來(lái)的功率就會(huì)不準(zhǔn)確。另一方面，cable線VSWR的增大，射頻PA的工作狀態(tài)也會(huì)受到一定程度的影響，同樣會(huì)導(dǎo)致校準(zhǔn)出來(lái)的功率有偏差，不準(zhǔn)確。從以上兩點(diǎn)可以看出，壞的射頻線不但導(dǎo)致loss設(shè)置不準(zhǔn)確，同樣會(huì)影響PA工作狀態(tài)，兩者的疊加可能導(dǎo)致功率校準(zhǔn)不確定的加劇。所以，你會(huì)看到，同一臺(tái)機(jī)器，使用不同的RFcable線，校準(zhǔn)出來(lái)的scalingfactor有時(shí)會(huì)相差很大。解決辦法一：Insertionloss及VSWR過(guò)大的RFcable線就不要拿來(lái)做校準(zhǔn)用。解決辦法二：如果實(shí)在要使用這樣的RFcable線，則必須借用“金機(jī)”，但“金機(jī)”也未必可靠！,九、RF系統(tǒng)框圖（上行鏈路發(fā)射機(jī)）：,GMSK調(diào)制和IQ調(diào)制：GSM使用一種稱作0.3GMSK(高斯最小頻移鍵控)的數(shù)字調(diào)制方式。0.3表示高斯濾波器帶寬與比特率之比。GMSK是一種特殊的數(shù)字FM調(diào)制方式。給RF載波頻率加上或者減去67.708KHz表示1和0。使用兩個(gè)頻率表示1和0的調(diào)制技術(shù)記作FSK（頻移鍵控）。在GSM中，數(shù)據(jù)速率選為270.833kbit/sec，正好是RF頻率偏移的4倍，這樣作可以把調(diào)制頻譜降到最低并提高信道效率。比特率正好是頻率偏移4倍的FSK調(diào)制稱作MSK（最小頻移鍵控）。在GSM中，使用高斯預(yù)調(diào)制濾波器進(jìn)一步減小調(diào)制頻譜。它可以降低頻率轉(zhuǎn)換速度，否則快速的頻率轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致向相鄰信道輻射能量（開關(guān)譜）。0.3GMSK不是相位調(diào)制（也就是說(shuō)不是像QPSK那樣由絕對(duì)相位狀態(tài)攜帶信息）。它是由頻率的偏移，或者說(shuō)是相位的變化攜帶信息。GMSK可以通過(guò)I/Q圖表示。如果沒(méi)有高斯濾波器，當(dāng)傳送一連串恒定的1時(shí)，MSK信號(hào)將保持在高于載波中心頻率67.708KHz的狀態(tài)。如果將載波中心頻率作為固定相位基準(zhǔn)，67.708KHz的信號(hào)將導(dǎo)致相位的穩(wěn)步增加。相位將以每秒67,708次的速率進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)比特周期內(nèi)(1/270.833KHz)，相位將在I/Q圖中移動(dòng)四分之一圓周、即90度的位置。數(shù)據(jù)1可以看作相位增加90度。兩個(gè)1使相位增加180度，三個(gè)1是270度，依此類推。數(shù)據(jù)0表示在相反方向上相同的相位變化。IQ信號(hào)為通常四路，I路兩信號(hào)差分，Q路兩信號(hào)差分，I、Q兩路信號(hào)正交；通過(guò)IQ調(diào)制，可極大提高系統(tǒng)的抗干擾能力。,針對(duì)上行的發(fā)射鏈路，三個(gè)頻率區(qū)域的性能是十分關(guān)鍵的：信道內(nèi)、信道外和頻帶外。,信道內(nèi)測(cè)試確定用戶感覺到的鏈路質(zhì)量。測(cè)試包括：相位誤差和平均頻率誤差平均發(fā)射RF載波功率發(fā)射RF載波功率隨時(shí)間的變化信道外測(cè)試確定用戶給其他GSM用戶帶來(lái)多少干擾，包括：調(diào)制和寬帶噪聲頻譜切換頻譜Tx和Rx帶內(nèi)雜散信號(hào)帶外測(cè)試確定用戶給無(wú)線電頻譜的非GSM用戶（如軍事、公安、航空等）帶來(lái)了多少干擾。所有其他的雜散信號(hào)（諧波、寬帶信號(hào)等等）都包含在這一項(xiàng)里。,相位誤差與頻率誤差相位誤差是GSM中用來(lái)表示調(diào)制精確度的參數(shù)之一。相位誤差較大通常表示發(fā)射機(jī)電路中的I/Q基帶發(fā)生器、濾波器、調(diào)制器或者放大器存在問(wèn)題。頻率誤差表示頻率合成器或鎖相環(huán)的性能不夠好（例如，在兩次發(fā)射信號(hào)之間頻率切換時(shí)合成器不能夠很快的穩(wěn)定下來(lái)）。在GSM系統(tǒng)中，糟糕的頻率誤差可能使目標(biāo)接收機(jī)不能鎖定發(fā)射信號(hào)，同時(shí)發(fā)射機(jī)也可能給其他用戶造成干擾。為了測(cè)量相位和頻率誤差，可以用一個(gè)測(cè)試裝置對(duì)被測(cè)設(shè)備的發(fā)射輸出信號(hào)進(jìn)行采樣來(lái)獲得實(shí)際的相位軌跡。對(duì)采樣信號(hào)解調(diào)然后以數(shù)學(xué)方法得到理想的相位軌跡。從一個(gè)軌跡減去另一個(gè)軌跡得到誤差信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的平均斜率（相位/時(shí)間）就是頻率誤差。信號(hào)的變化就是相位誤差，用均方根（rms）和峰值表示。下圖所示即為此測(cè)試過(guò)程：,平均發(fā)射輸出功率GSM系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)功率控制確保每一個(gè)鏈路具有足夠并且是最小的功率。這樣可以使整個(gè)系統(tǒng)的干擾保持最小。對(duì)于MS來(lái)說(shuō)，可以最大限度地延長(zhǎng)電池的壽命。超出規(guī)范的功率測(cè)量結(jié)果通常表示功率放大器電路、校準(zhǔn)表格或者供電電源有問(wèn)題。GSM平均輸出功率是在GSM突發(fā)脈沖的有用部分測(cè)量的。進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，GSM測(cè)試設(shè)備通過(guò)解調(diào)輸入信號(hào)獲得正確的參考時(shí)序，并控制選通GSM突發(fā)脈沖的有用部分。發(fā)射RF載波功率隨時(shí)間的變化在GSM系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)必須按照TDMA時(shí)序結(jié)構(gòu)快速變化發(fā)射功率以避免對(duì)相鄰時(shí)隙造成干擾。如果發(fā)射機(jī)開啟太慢，突發(fā)脈沖最開始的數(shù)據(jù)就可能丟失，降低了鏈路的質(zhì)量；如果關(guān)閉得太慢，TDMA幀中下一個(gè)時(shí)隙的用戶將受到干擾。因此，這個(gè)指標(biāo)涉及的測(cè)試就是根據(jù)規(guī)定的功率變化模式評(píng)估載波功率在時(shí)域內(nèi)的變化，同時(shí)還可以證實(shí)發(fā)射機(jī)的關(guān)閉是完好的。如果發(fā)射機(jī)沒(méi)有通過(guò)發(fā)射RF載波功率隨時(shí)間變化關(guān)系的測(cè)試，通常說(shuō)明PA單元或者功率控制環(huán)路存在問(wèn)題。,鄰信道功率(ACP)ACP由兩個(gè)指標(biāo)定義：調(diào)制和寬帶噪聲頻譜切換頻譜這兩個(gè)測(cè)量指標(biāo)通常一起被稱作“輸出RF頻譜”（ORFS）。調(diào)制與寬帶噪聲頻譜發(fā)射機(jī)中的調(diào)制過(guò)程使連續(xù)載波發(fā)生頻譜擴(kuò)展。“調(diào)制和寬帶噪聲頻譜”測(cè)量指標(biāo)用來(lái)保證調(diào)制過(guò)程不會(huì)造成過(guò)量的頻譜擴(kuò)展，因?yàn)檫@將對(duì)相鄰信道用戶造成干擾。將分析儀調(diào)諧到要進(jìn)行測(cè)試的頻率，然后在調(diào)制突發(fā)脈沖的部分時(shí)間里進(jìn)行時(shí)域選通。用這種方式測(cè)量功率，然后分析儀重新調(diào)諧到下一個(gè)頻率或者欲測(cè)量的頻率偏移。持續(xù)這一過(guò)程直到所有頻偏下的功率都被測(cè)量并與允許的限度進(jìn)行對(duì)比。這樣作的結(jié)果是得到了一組功率隨頻率變化的點(diǎn)，也就是信號(hào)的頻譜。然而，由于信號(hào)的跳變部分不在選通范圍之內(nèi)，因此沒(méi)有突發(fā)效果產(chǎn)生的頻譜成分。測(cè)量結(jié)果的限制以dBc表示，所以測(cè)量的第一步是讀取發(fā)射機(jī)調(diào)諧的中心頻率。切換頻譜GSM發(fā)射機(jī)RF功率變化非?？?。之前描述的“發(fā)射RF載波功率隨時(shí)間變化關(guān)系”測(cè)試指標(biāo)確保功率的變化能夠在正確的時(shí)間里并且足夠快的發(fā)生。然而，如果RF功率變化得太快，發(fā)射信號(hào)中就會(huì)產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的頻譜成分。本測(cè)量指標(biāo)就是用來(lái)確保這些成分能夠保持在可接受的水平之下。為進(jìn)行切換頻譜測(cè)量，分析儀在零檔模式下調(diào)諧到多個(gè)偏移頻率進(jìn)行測(cè)量。本測(cè)量中不在時(shí)域進(jìn)行選通控制。,十、RF系統(tǒng)框圖（下行鏈路）：,靈敏度靈敏度是接收機(jī)性能的基本度量。它規(guī)范了在給定的解調(diào)信息錯(cuò)誤百分比下最小的接收信號(hào)電平。所有接收機(jī)測(cè)量得到的結(jié)果都是BER（誤比特率）或者其他與之有關(guān)的值。同信道抑制大多數(shù)接收機(jī)都要求信道內(nèi)存在干擾信號(hào)時(shí)能夠維持規(guī)定的BER。對(duì)于GSM系統(tǒng)，這一參數(shù)的測(cè)量如下：存在衰落和GMSK調(diào)制干擾，同信道測(cè)試，信號(hào)大于靈敏度20dB。數(shù)字調(diào)制信號(hào)功率設(shè)為高于接收機(jī)靈敏度20dB，頻率位于接收機(jī)通帶中心，存在GMSK調(diào)制干擾（在相同的頻率）和經(jīng)過(guò)衰落的特征。將此混合信號(hào)注入接收機(jī)的天線端。將干擾信號(hào)功率設(shè)置為使接收機(jī)的BER不超過(guò)接收機(jī)靈敏度規(guī)范的額定值。兩個(gè)信號(hào)的功率之差就是干擾比例。接收機(jī)阻塞這個(gè)參數(shù)是接收機(jī)信道外測(cè)試參數(shù)之一。阻塞測(cè)試證明接收機(jī)在存在信道外信號(hào)時(shí)能夠正常工作并監(jiān)視接收機(jī)受內(nèi)部產(chǎn)生的雜散響應(yīng)影響的程度。接收機(jī)阻塞性能體現(xiàn)在三個(gè)關(guān)鍵的測(cè)試內(nèi)容上：雜散干擾抵抗性互調(diào)失真鄰信道選擇性,十一、MTK平臺(tái)RF電路介紹,射頻單元電路介紹-Tra