GSM900/DCS1800 双频手机RF部分的设计

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GSM900/DCS1800 双频手机RF部分的设计
GSM手机属高科技通信产品，其销售对象是千家万户，因此对手机的性能价格比要求特
别高，手机的利润只能体现在大批量的生产和销售中。针对这种情况，在满足欧洲电信
标准ETS GSMll．10技术规范的前提条件下，RF部分的设计者必须在先行方案设计中就充
分注意到性能价格比，这将对手机在未来的市场上能否有竞争力产生十分重要的影响。
GSM手机的性价比是由各个组成单元的性价比来决定的，所以，对RF部分各个单元电
路进行认真、细致的分析和比较，这对于提高整机的性价比是十分重要的。
l GSM900／DCSl800双频手机的特点
双频手机与现阶段普及型的单频手机相比，有下面的特点：根据基站的控制信令，双频
手机即可以工作在900MHz频段网络，也可以工作在1800MHz频段网格，当一个网络繁忙
或信号质量差时，双频手机可自动切换到另一个频段的网络上工作，而且这种切换基本
上不影响话音质量。另外，从近来国际上手机的发展趋势和FTA(full type approval)认证的
情况来看，双频手机在将来会是主流产品。双频手机在两个不同的工作频段上，其基带
部分信源编码、信道编码的算法和处理、信令处理的方法和帧格式、调制解调方式、信
道间隔等均相同，与单频手机在电路结构上的差别在于射频前端和相对应的控制软件。
2 GSM900／1800双频手机RF部分的主要技术指标和设计要求
四类机，阶段2增强型(class IV phase Ⅱ pluse )E—GSM900MHz部分的主要RF指标如下：
工作方式： TDMA—TDD
工作频率： 上行Tx(反向)880MHz-915MHz，
下行Rx(正向)925MHz—960MHz
双工频率间隔： 45MHz，载波间隔：200kHz
每载波时隙数： 8(当前全速率)／16(今后半速率)
每帧长度： 4．615ms，每时隙长：577μs
传输速率： 270．833kbps(即在每时隙上传156．25bits)
调制方式： 采用I／Q正交GMSK调制
静态参考灵敏度： 优于-102dB/RBER(Resiodual BER)＜2％
动态范围： -47dBm—110dBm
频率误差： <1×10-7，相位误差的均方根值<5°，相位误差峰值：<20°
射频输出功率： 5级(33dBm)--19级(5dBm)，级差：Δ＝2dB，共有15个功率等级。
DCS1800二类手机(class Ⅱ)部分的主要RF指标：
工作频率： 上行Tx：1710MHz--l785MHz，
下行Rx：1805MHz—1880MHz，
收发频率间隔： 95MHz
静态接收参考灵敏度： -100dBm/RBER＜2％
发射单元频率误差： Fe<1×10-7，相位误差均方根值＜5°，峰值＜200
射频输出功率： 3级(24dBm)--15级(0dBm)，共有13级功率；步进Δ＝2dB
其余设计要求与GSM900相同。
3 双频手机RF部分基本工作原理
3．1 RF部分基本组成框图
3．2 GSM900下行链路接收机单元
由蜂窝小区基站发出的已调载波通过Um无线接口，传到手机天线端。在接收时隙接收
到的信号先通过收发隔离器，再经过GSM900MHz的LNA(低噪声放大器)，将微伏量级的
弱信号放大。放大后的信号经过GSM900的第一RF混频器后，将得到的第一中频信号进
行窄带(200kHz)滤波，以滤除带外噪声，保证接收机选择性指标。然后信号经过具有
AGC功能的第一中频放大器放大，再经过第二混频器和第二中频滤波器。在这之后，输
出的信号由具有AGC功能的第二中频放大器进行放大。放大后的信号进入I／Q正交解调
器解调，正交解调后的模拟I、Q信号平衡输出到后面的基带、音频部分等待作进一步的
信道译码和倍源译码处理。
DCS1800MHz频段接收单元的信号处理过程与GSM900相同，只是工作频段不同而已。
接收机中AGC的作用是：当天线端的RF信号电平在大范围内变化时，保证I／Q输出信号
的电平基本不变；在监听时隙探测相邻小区基站的下行广播信号强度，配合完成越区切
换功能。
3．3 上行链路发射单元
由基带部分传输过来的I、Q正交模拟基带信号，在发射时隙期间双端平衡输入到中频I／
Q正交调制器，调制后的中频信号经过发射中频声表面(SAW)窄带滤波器(200kHz)，滤波
后的信号经过上变频后，再经过35MHz带宽的900MHz发射滤波器，滤波器输出的信号
先通过功率激励级放大以达到末级RF功放(PA)所需的激励电平。最后再经过功率放大器
PA和收发隔离器，通过天线把已调载波发射出去。PA部分APC控制电路的作用是：保证
RF功率电平等级满足5dBm-33dBm的变化要求，以避免在多用户组网时发生“远近”干
扰。
DCS1800MHz频段发射单元的信号处理过程与GSM900相同，只是工作频段不同而已。
3．4频率合成器单元
该单元与FM电台中采用的频合器相类似，主要差别在于增加了AFC电路。
4．接收单元电路设计
在满足技术要求的前提下，可以有几种不同的接收机RF解决方案：
(1)3次变频方案：采用此法频率合成器实现复杂，中频频点多，容易产生组合干扰，
一般不采用。
(2)2次变频方案：为简化电路，第2中频频点选取手机的基准时钟频率13MHz或其2分
频
6．5MHz。这种方案在早期的接收机中广泛采用。例：摩托罗拉GC87、诺基亚8110、
爱立信GH／G5388、摩托罗拉8200。该方案复杂程度适中，而且还可获得高的选择性，
中频放大器的增益分配比较容易实现，不易产生自激。
(3)一次变频方案：随着IC器件和SAW滤波器指标的提高，这种方案在目前的手机电路
中广泛采用。它可以简化电路，从而降低制造成本，而选择性指标仍可满足技术要求。
目前许多双频手机采用了这种方案。
(4)零中频直接解调的方案：因为目前AD变换器和DSP的技术水平还不能满足实时处理
数百MHz高频信号的要求，而且噪声、选择性和功耗指标也难以保证，所以，在目前采
用这种方案是不现实的。
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待续

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总共有三部分，大家阅读时注意阿

如梦

好基础的东西哦,还是谢谢了,^_^[em01]

yibrave

非常感谢这位大师

jash

<P>谢谢</P><P>还有呢</P>