GSM基礎(chǔ)及GSM移動(dòng)臺(tái)無線收發(fā)信機(jī)發(fā)分析教案資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。GSM基礎(chǔ)及GSM移動(dòng)臺(tái)無線收發(fā)信機(jī)發(fā)分析-GSM基礎(chǔ)及GSM移動(dòng)臺(tái)無線收發(fā)信機(jī)分析GSM基礎(chǔ)在討論移動(dòng)電話規(guī)范要求之前，我們?cè)诒菊聦?duì)GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）作一個(gè)概述。GSM系統(tǒng)是由一個(gè)定期會(huì)面的專家團(tuán)體制定的，這個(gè)團(tuán)體是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）的一部分。GSM現(xiàn)在已經(jīng)真正成為了一個(gè)全球的移動(dòng)通信系統(tǒng)，覆蓋范圍包括歐洲、亞洲、非洲和南美洲的大部分地區(qū)。GSM投入使用后逐漸發(fā)展成GSM900、DCS1800（也叫做PCN）和PCS1900（美國(guó)）。PCN開始于英國(guó)，“Mercuryone-to-o

2、ne”和“Hutchinson(Orange)”提供了最早的兩個(gè)使用DCS1800的網(wǎng)絡(luò)，此后它開始向世界上其他地區(qū)發(fā)展。2.1.技術(shù)上的差別這部分我們討論新GSM工程師經(jīng)常問到的問題。2.1.1.GSM與CT2和DECT有什么不同？GSM900和DCS1800是蜂窩系統(tǒng)，而DECT和CT2是無繩系統(tǒng)。GSM（像AMPS和TACS一樣）允許用戶在一個(gè)很大的地理范圍內(nèi)進(jìn)行呼叫和接聽電話。系統(tǒng)在寄存器中記錄所有移動(dòng)臺(tái)的位置，使呼叫可以被傳送到正確的基站。DECT和CT2與其他的無繩系統(tǒng)一樣沒有跟蹤能力。它們和傳統(tǒng)家庭無繩電話的工作原理完全相同（這種系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)只有在聽筒基站的一定范圍內(nèi)才能接收呼叫

3、，在其他的地點(diǎn)不能接收呼叫）。2.1.2.GSM900、DCS1800和PCS1900有什么不同？GSM900是最初的GSM系統(tǒng)。它使用900MHz頻段（編號(hào)從1到124），是為大區(qū)制的蜂窩系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，移動(dòng)臺(tái)最大可以輸出1W至8W的功率。根據(jù)天線的不同類型，GSM小區(qū)半徑可以從35公里到60公里。DCS1800是與GSM900相配合的版本，它以1.8GHz為頻率中心并具有更寬的頻帶，這使它可以應(yīng)對(duì)更高的用戶密度。DCS1800移動(dòng)臺(tái)還擁有更低的輸出功率（最高至1W），所以其小區(qū)半徑必然小于GSM900的小區(qū)半徑，約為20Km（半徑也可以根據(jù)天線的類型改變）。GSM900和DCS1800在所有其

4、他方面都是相同的。因此GSMphase2規(guī)范給GSM900分配了額外的帶寬和信道，成為現(xiàn)在稱作擴(kuò)展頻帶GSM（E-GSM）的系統(tǒng)。除了移動(dòng)臺(tái)擁有更低的功率控制水平外，這一規(guī)范還允許實(shí)現(xiàn)微蜂窩系統(tǒng)。PCS1900（也叫做DCS1900）是在美國(guó)設(shè)計(jì)的，它工作在1.9GHz附近，本質(zhì)上是1.9GHz的GSM技術(shù)。2.2.GSM小區(qū)GSM小區(qū)中最為可見的部分是它的基站和天線塔。通常在一個(gè)公共的天線塔周圍劃分成幾個(gè)扇形小區(qū)，天線塔有許多定向天線，每一個(gè)天線覆蓋一個(gè)特定的區(qū)域。這種許多天線所處的同一個(gè)位置有時(shí)稱為一個(gè)小區(qū)站點(diǎn)（cell-site），或者叫做基站，或基站收發(fā)臺(tái)（BTS）。所有的BTS都產(chǎn)生

5、一個(gè)隨時(shí)有效的廣播信道（BCH），這個(gè)信道可以看作是一個(gè)燈塔信號(hào)。小區(qū)中所有的移動(dòng)臺(tái)都要接收BCH信號(hào)，無論它們是否在通話當(dāng)中。這樣做的目的是：使移動(dòng)臺(tái)找到GSM網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)知道哪個(gè)BTS距離給定的移動(dòng)臺(tái)最近使移動(dòng)臺(tái)獲得像網(wǎng)絡(luò)身份標(biāo)識(shí)這樣的編碼信息（例如vodaphone,Mannesmann等）實(shí)現(xiàn)給需要接收電話呼叫的移動(dòng)臺(tái)的消息和其他各種信息的尋呼每個(gè)小區(qū)中BCH使用的頻率信道是不同的。信道只能被較遠(yuǎn)的小區(qū)重復(fù)使用，因?yàn)榇藭r(shí)相互干擾的危險(xiǎn)性較低。在呼叫當(dāng)中的移動(dòng)臺(tái)使用業(yè)務(wù)信道（TCH），它是一個(gè)在移動(dòng)臺(tái)和基站之間交換話音數(shù)據(jù)的雙向信道（稱作上行鏈路和下行鏈路）。GSM將上行鏈路和下行鏈路分開

6、使用不同的頻段。有趣的是，TCH使用上行鏈路和下行鏈路兩個(gè)信道，而BCH只占用下行鏈路頻段的信道。相應(yīng)的上行鏈路信道實(shí)際是空閑的。移動(dòng)臺(tái)可以使用這一信道作為不定時(shí)或隨機(jī)接入信道（RACH）。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要引起基站注意的時(shí)候（也許它要進(jìn)行一次呼叫），可以通過這個(gè)空閑的頻率信道發(fā)送一個(gè)RACH信號(hào)使基站注意到它。2.3.GSM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

7、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。0.3GMSK不是相位調(diào)制（也就是說不是像QPSK那樣由絕對(duì)相位狀態(tài)攜帶信息）。它是由頻率的偏移，或者說是相位的變化攜帶信息。GMSK可以通過I/Q圖表示。如果沒有高斯濾波器，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)，67.708

8、KHz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。實(shí)際的相位軌跡是被嚴(yán)格地控制的。GSM無線系統(tǒng)需要使用數(shù)字濾波器和I/Q或數(shù)字FM調(diào)制器精確地生成正確的相位軌跡。GSM規(guī)范允許實(shí)際軌跡與理想軌跡之間存在均方根（rms）值不超過5度、峰值不超過20度的偏差。2.4.TDMA與FDMAGSM使用TDMA（時(shí)分多址）和FDMA（頻分多址）。頻率被分

9、成兩個(gè)頻段，上行鏈路用于移動(dòng)臺(tái)發(fā)射信號(hào)，下行鏈路用于基站發(fā)射信號(hào)。每個(gè)頻段被分成大小為200KHz的多個(gè)頻率片段，稱作ARFCN（絕對(duì)頻率信道號(hào)）。除了在頻率上分開以外，GSM在時(shí)間上也進(jìn)行區(qū)分。每一個(gè)ARFCN都由8個(gè)移動(dòng)臺(tái)輪流使用。每個(gè)移動(dòng)臺(tái)在一個(gè)時(shí)隙（TS）內(nèi)使用ARFCN然后等待下一次輪到它時(shí)再使用。TS號(hào)和ARFCN一起稱作一個(gè)物理信道。2.5.GSM移動(dòng)臺(tái)功率控制當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，其發(fā)射機(jī)的功率是需要變化的。當(dāng)它靠近基站時(shí)，將發(fā)射功率設(shè)置得較低以減少對(duì)其他用戶的干擾。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)遠(yuǎn)離基站時(shí)，應(yīng)提高功率以克服增加的路徑損耗。所有GSM移動(dòng)臺(tái)都能夠在基站命令的指揮下以2dB為步進(jìn)控制

10、自身功率。2.6.定時(shí)提前GSM使用時(shí)分多址（TDMA），因此需要定時(shí)提前。由于無線電信號(hào)從移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站需要一段有限長(zhǎng)的時(shí)間，必須有一種方法確保信號(hào)在正確的時(shí)間到達(dá)基站。如果沒有定時(shí)提前，位于小區(qū)邊沿的用戶突發(fā)脈沖信號(hào)將較晚到達(dá)基站并破壞緊鄰基站用戶的信號(hào)（除非在時(shí)隙之間加入一個(gè)比最長(zhǎng)的信號(hào)傳播時(shí)間還要長(zhǎng)的保護(hù)時(shí)間）。通過移動(dòng)臺(tái)的定時(shí)提前，發(fā)射信號(hào)將在一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間到達(dá)基站。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)（MS）向小區(qū)中心移動(dòng)時(shí)，基站收發(fā)臺(tái)（BTS）會(huì)發(fā)出信號(hào)通知MS減小其定時(shí)提前；當(dāng)移動(dòng)臺(tái)遠(yuǎn)離小區(qū)中心時(shí)，基站通知移動(dòng)臺(tái)增加定時(shí)提前。2.7.GSMTDMA功率突發(fā)GSM是TDMA系統(tǒng)，在每一個(gè)頻率對(duì)有8個(gè)用戶，每一

11、個(gè)用戶必須只在允許的時(shí)間內(nèi)打開發(fā)射機(jī)并及時(shí)地關(guān)閉發(fā)射機(jī)以避免干擾相鄰時(shí)隙的用戶。GSM既規(guī)定了時(shí)隙內(nèi)RF突發(fā)脈沖的幅度包絡(luò)也規(guī)定了時(shí)隙中有用比特有效部分的平坦性。幅度包絡(luò)的動(dòng)態(tài)范圍大于70dB，并且在時(shí)隙的有效部分內(nèi)具有小于1dB的平坦性。所有這些都發(fā)生在577uS的時(shí)隙內(nèi)。2.8.打開GSM移動(dòng)臺(tái)時(shí)將發(fā)生什么事情當(dāng)移動(dòng)臺(tái)第一次打開的時(shí)候，它搜索下行鏈路所有124個(gè)信道的信號(hào)。然后它按照收到信號(hào)的強(qiáng)度為所有的信道排列順序并檢查某一信道是否為BCH（廣播信道）。一旦MS找到BCH，它將根據(jù)頻率校正信道（FCH）和同步信道（SCH）調(diào)節(jié)其內(nèi)部頻率及時(shí)序，然后檢查這個(gè)BCH是否來自屬于它的公共陸地移

12、動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PLMN)。在此過程中要將SIM卡中存儲(chǔ)的許可網(wǎng)絡(luò)和國(guó)家代碼與BCCH中的編碼信息進(jìn)行比較。移動(dòng)臺(tái)重復(fù)上述步驟直到它找到一個(gè)良好的廣播信道。如果移動(dòng)臺(tái)發(fā)現(xiàn)它所處的小區(qū)與上次使用時(shí)所處的小區(qū)不同，它需要告訴網(wǎng)絡(luò)它所處的位置。網(wǎng)絡(luò)必須知道每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的位置以便將呼叫正確地發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)所在的小區(qū)。這個(gè)告訴網(wǎng)絡(luò)“我在這里”的過程叫做定位更新。移動(dòng)臺(tái)與基站一旦同步，即確定了它可以使用網(wǎng)絡(luò)（如果需要還要進(jìn)行定位更新），移動(dòng)臺(tái)從此就駐扎（camp）在此小區(qū)中。移動(dòng)臺(tái)駐扎以后就可以發(fā)出和接收呼叫了。GSM收發(fā)機(jī)測(cè)試GSM標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)無線通信系統(tǒng)，只有當(dāng)系統(tǒng)中每一個(gè)組成部分都在精確的限度內(nèi)工作時(shí)整個(gè)系

13、統(tǒng)才能夠良好的工作。本質(zhì)上說，移動(dòng)臺(tái)和基站必須發(fā)射足夠的功率、具有充分保真度的信號(hào)以維持一個(gè)具有可接受質(zhì)量的通話，而且不能向分配給其他用戶的頻率信道和時(shí)隙輻射過量的功率。類似地，接收機(jī)必須具有足夠的靈敏度和選擇性以獲取并解調(diào)一個(gè)微弱的信號(hào)。GSM移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)測(cè)試源于ETSI3GPP標(biāo)準(zhǔn)(05.05.V8.12.0部分，Radioaccessnetwork;radiotransmissionandreception(release1999)本章給出發(fā)射機(jī)和接收機(jī)一些關(guān)鍵測(cè)量指標(biāo)的概述，它們?cè)跍y(cè)試系統(tǒng)是否符合GSM標(biāo)準(zhǔn)時(shí)是必須。3.1.發(fā)射機(jī)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

14、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)試確定用戶給無線電頻譜的非GSM用戶（如軍事、公安、航空等）帶來了多少干擾。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。3.1.1.相位誤差與頻率誤差相位誤差是GSM中用來表示調(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

15、率切換時(shí)合成器不能夠很快的穩(wěn)定下來）。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)試過程：下圖所示為一個(gè)發(fā)射突發(fā)脈沖的測(cè)量結(jié)果以及它與GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限度之間的關(guān)系。3.1.2.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

16、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來說，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。3.1.3.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，本測(cè)試就是根據(jù)規(guī)定

17、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)沒有通過發(fā)射RF載波功率隨時(shí)間變化關(guān)系的測(cè)試，通常說明PA單元或者功率控制環(huán)路存在問題。3.1.4.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）。3.1.4.1.調(diào)制與寬帶噪聲頻譜發(fā)射機(jī)中的調(diào)制過程使連續(xù)載波發(fā)生頻譜擴(kuò)展?！罢{(diào)制和寬帶噪聲頻譜”測(cè)量指標(biāo)用來保證調(diào)制過程不會(huì)造成過量的頻譜擴(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

18、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。3.1.4.2.切換頻譜GSM發(fā)射機(jī)RF功率變化非常快。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)就是用來確保這些成分能夠保持在可接受的水平之下。為

19、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。3.1.5.雜散信號(hào)測(cè)量這些指標(biāo)對(duì)于確保GSM發(fā)射機(jī)不會(huì)向錯(cuò)誤的頻譜部分發(fā)射能量是必需的，那樣會(huì)對(duì)頻譜的其他用戶造成干擾。這里討論人為的雜散信號(hào)。將測(cè)試裝置直接連接到MS的天線連接器進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量?jī)?nèi)容包括：Tx和Rx頻帶雜散交叉頻帶雜散帶外雜散3.1.5.1.GSMTx和Rx頻帶雜散Tx頻帶雜散測(cè)量是與落入925-960MHzGSMTx頻帶的雜散信號(hào)有關(guān)的測(cè)量。Rx頻帶雜散測(cè)量是發(fā)射機(jī)向Rx頻帶(880-915MHz)發(fā)射多少能量的度量。這個(gè)測(cè)量保證Tx雜散不會(huì)“阻塞”或者說使鄰信道接收機(jī)的靈敏度降低

20、（這一規(guī)范基于移動(dòng)臺(tái)之間的平均距離為1米）。進(jìn)行此測(cè)量時(shí)，通常在分析儀輸入之前使用Rx帶通濾波器來衰減Tx頻帶的信號(hào)。3.1.5.2.交叉頻帶雜散（例如GSM900到DCS1800）在一些國(guó)家，GSM900和DCS1800系統(tǒng)是并存的。由于這個(gè)原因，ETSI3GPP標(biāo)準(zhǔn)需要規(guī)范交叉頻帶性能以確保GSM發(fā)射機(jī)向DCS1800頻帶或者DCS1800向GSM頻帶輻射最小的能量。3.1.5.3.帶外雜散信號(hào)帶外雜散信號(hào)是覆蓋100KHz到12.75GHz這一很大頻率范圍的一系列頻譜分析儀測(cè)試項(xiàng)目。3GPP標(biāo)準(zhǔn)包括了MS必須遵守的寬帶雜散信號(hào)限制。3.2.接收機(jī)這部分定義并討論描述GSM接收機(jī)精確度時(shí)使

21、用的關(guān)鍵性能參數(shù)。3.2.1.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，即：FER（幀刪除率）是在觀察的時(shí)間段里被刪除的幀占總傳送幀數(shù)的百分比RBER（殘余誤比特率）；當(dāng)幀被刪除時(shí)，只測(cè)量剩余幀的BER。參數(shù)RBER定義了這個(gè)指標(biāo)。BER是收到的錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)與總比特?cái)?shù)之比。它的測(cè)量如下，測(cè)試系統(tǒng)輸出一個(gè)攜帶已知比特模式的信號(hào)（通常使用偽隨機(jī)比特序列（PRBS）。PRBS信號(hào)一般以PNx表示，其中x是序列中被置換的位數(shù)（例如，PN9=29-1即511bits）。被測(cè)接收機(jī)試圖解調(diào)

22、并對(duì)這一比特序列進(jìn)行解碼，然后通過一個(gè)反回通道（使用一種叫作環(huán)形回路的方法）將結(jié)果比特?cái)?shù)據(jù)送回測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行比較。最后由測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算出所需的度量結(jié)果。GSM手機(jī)就是使用這種環(huán)形回路的方法進(jìn)行測(cè)試的。3.2.2.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不超過接收機(jī)靈敏度規(guī)范的額定值

23、。兩個(gè)信號(hào)的功率之差就是干擾比例。3.2.3.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3.2.3.1.雜散干擾抵抗性這是接收機(jī)防止單個(gè)信道外干擾信號(hào)在接收機(jī)的輸出產(chǎn)生不期望的信道內(nèi)響應(yīng)的能力。雜散信號(hào)可能來自接收機(jī)內(nèi)部的電源諧波、系統(tǒng)時(shí)鐘諧波或者LO雜散信號(hào)。3.2.3.2.互調(diào)干擾抵抗性當(dāng)接收機(jī)輸入端存在不止一個(gè)頻率的信號(hào)時(shí)，非線性混頻將形成落入接收機(jī)通帶內(nèi)的三階互調(diào)產(chǎn)物；本指標(biāo)就是存在這一失真產(chǎn)物時(shí)接收機(jī)性能的度量。3

24、.2.3.3.鄰信道選擇性這是當(dāng)相鄰信道存在強(qiáng)信號(hào)時(shí)接收機(jī)處理欲得到的調(diào)制信號(hào)能力的度量。交替信道選擇性是一個(gè)類似的測(cè)量參數(shù)，其中干擾信號(hào)距離接收機(jī)通帶兩個(gè)RF信道遠(yuǎn)。GSM移動(dòng)RF收發(fā)機(jī)分析這部分文檔分為三個(gè)主要部分：接收機(jī)分析發(fā)射機(jī)分析LO相位噪聲要求分析4.1.接收機(jī)分析4.1.1Rx噪聲系數(shù)/靈敏度接收機(jī)靈敏度與接收機(jī)的NF有如下關(guān)系：靈敏度，S=-174+10logBi+S/N+Gimp+NF.1其中：Bi=接收機(jī)帶寬(=180KHz，對(duì)于GSM)S/N=基帶信號(hào)信噪比Gimp=RF和BB增益GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要最小-102dBm的靈敏度。已知給定的基帶芯片組能夠?qū)邮招盘?hào)正確解碼的最

25、差情況是基帶S/N等于9dB，再加上2dB的實(shí)現(xiàn)余量，從上邊的等式1我們可以計(jì)算出接收機(jī)最差情況下的NF：NF=-174+10logBi+S/N+Gimp-SNF=-174+10log(180,000)+9+2-(-102)NF=8.5dB已知這個(gè)最差情況的NF，接收機(jī)設(shè)計(jì)者就能根據(jù)下面這個(gè)等式對(duì)不同的前端增益和NF劃分方案進(jìn)行研究：NF=10log(F,Rx.噪聲因數(shù))=10logF1+(F2-1)/G1+(F3-1)/G1.G2+.eq.2其中Fi=系統(tǒng)劃分中第i個(gè)模塊的噪聲因數(shù)i=1,2,3.盡管等式2表示第一級(jí)的增益越高，系統(tǒng)的NF就越低，接收機(jī)設(shè)計(jì)者需要確保第一級(jí)不會(huì)對(duì)其他級(jí)產(chǎn)生壓縮

26、，這將降低接收機(jī)的線性度。這表明系統(tǒng)的靈敏度是接收機(jī)的NF（主要由前端元件決定）和接收機(jī)的線性度之間的折衷結(jié)果。我們主要研究下面的接收機(jī)前端方案：?jiǎn)蜭NA+有源混頻器.方案1雙LNA+有源混頻器.方案2與方案1相比方案2主要的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)每一個(gè)單獨(dú)的LNA的噪聲系數(shù)和增益的要求被極大地放寬了。方案1中前端LNA需要嚴(yán)格地符合規(guī)范以實(shí)現(xiàn)與方案2相同的系統(tǒng)NF。方案2的主要缺點(diǎn)是由于加入了第二個(gè)LNA造成成本的升高和潛在的對(duì)更多電源電流的需求。4.1.2.Rx阻塞分析表1.下表為不會(huì)使GSM移動(dòng)臺(tái)呼叫中斷的阻塞信號(hào)值.FrequencybandMSBlockingsignallevelDescription600KHz|f-fo|800KHz-43dBmInbandblocking800KHz|f-fo|1.6MHz-43dBm1.6MHz|f-fo|3MHz-33dBm3MH