CMOS射频集成电路设计-无线通信的射频系统.pptxVIP

无线通信的射频系统;3.1 概 述;　　如今,移动通信开始进入5G 时代,“支付宝”和“微信支付”成为新时代的付费方式, 造成了“一机在手,随时都有(钱)”的现象。毫无疑问,射频集成电路 (RFIC)的发展对于 无线通信技术的发展起到了关键性的推动作用,它是当代无线通信的基础。;　　随着无线通信技术的发展和演变,除了传统的频谱划分方式外,也产生了一些有争议 的概念问题。例如,关于射频与微波的区分,射频集成电路与微波集成电路的区分,射频 电路和射频集成电路的频段如何? 事实上,这与集成电路工艺发展有着密切关系。总体来 说,不管是射频集成电路还是微波集成电路,其工作频段都属于微波频段,其主要区别是: 射频集成电路通常采用可集成的集中参数无源元件进行设计和前仿真,如利用 LC集中参 数元件进行匹配网络设计和仿真,在版图阶段则提取互连线的分布参数,进行后仿真。;微 波集成电路通常不采用 LC集中参数元件进行匹配网络设计,而是采用传输线来完成这一 任务的。而传输线属于分布参数元件,因此微波集成电路通常采用分布参数元件进行设计 与仿真。　　超外差(superheterodyne)结构的无线射频系统结构因其具有的高性能一直处于统治 地位,但随着全集成的诉求,这种结构因为难以全集成,在 CMOS单片集成射频系统中已 不适用了,而一些适应于 CMOS全集成的射频系统结构将会被采用。;3.2 无线通信系统;　　(3)接收设备:将已调信号进行解调,还原成基带信号。 　　(4)信宿:将解调后的基带信号变换为相应的信息。 　　(5)信道:狭义上是指通信系统中的传输媒体系统。信道是传输媒介,分为有线和无 线两类。有线信道:电线、电缆、光纤、波导;无线信道:自由空间。;;　　1)转换 　　所谓转换,是指将表达消息的感觉媒体(通常是非物理量)通过显示媒体转换为电物理 量(电流、电压)。 　　2)调制 　　调制的作用是将经转换获得的电信号(例如语音信号)的“频谱”在发信机中进行“搬 移”,将它搬移到某个“载频”(即载波的频率)附近的频带内。这样做可以达到两个目的: 一个是利用高载频电磁波向大气空间“强”的辐射能??,以满足无线电通信的需要;另一个 是实现频分复用(frequencydivisionmultiplexing,FDM),以满足多路通信的目的。;　　3)基带信号 　　所谓“基带信号”,是指还没有被调制的信号,也称为调制信号。经过调制器调制后的 信号称为已调信号。 　　　4)编码 　　所谓“编码”,简单来说,就是用一些“符号(例如正负脉冲)”按照一定的规律组合来表 示某种消息的意义。编码的作用有:第一,提高信号的传输速率,此时所进行的编码称为 “信源编码”,即提高有效性;第二,提高信号传输时的可靠性(抗干扰能力),此时所进行 的编码称为“信道编码”。;　　5)消息与信息的区别 　　定义3.1 用文字、符号、数据、语言、音符、图片、图像等能够被人们感觉器官所感 知的形式,把客观物质运动和主观思维活动的状态表达出来,这就是消息。 　　从通信的观点出发,构成消息的各种形式要具有两个条件:一是能够被通信双方所理 解;二是可以传递。因此,人们从电话、电视等通信系统中得到的是一些描述各种主、客 观事物运动状态或存在状态的具体消息。;　　定义3.2 信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。(香农信息的定义。) 信息是隐含在消息中的。例如,甲告诉乙说:“你考上了大学”,那么乙就获得了信息。 如果丙又告诉乙同样的话,此时,对乙来说,他只是得到了一条消息,并没有获得其他任 何信息。其实乙获得信息还有一个前提条件,就是乙参加了高考。如果乙根本没有参加高 考,也就不可能考上大学,甲的话对乙来说就没有包含任何信息。;　　通过分析可知,在通信系统中形式上传输的是消息,但实质上传输的是信息。消息中 包含信息,是信息的载体。得到消息,从而获得信息。同一则信息可以由不同形式的消息 来载荷,如足球赛进展情况可用报纸文字、广播语言、电视图像等不同消息来表述。而一 则消息也可载荷不同的信息,它可能包含非常丰富的信息,也可能只包含很少的信息。可 见,信息与消息是既有区别又有联系的。;　　2. 模拟与数字通信系统 　　1)模拟通信系统模型 　　图3-2所示的模拟通信系统模型是载波传输方式的模型。;　　首先,发送端的连续消息要变换成原始电信号,接收端收到的信号要反变换成原连续 消息。这里的原始电信号通常具有频率较低的频谱分量,它不适合直接传输。因此,需要 将原始电信号再变换成其频带适合信道传输的信号,并在接收端进行反变换。这种变换和 反变换分别称为调制和解调。 　　经过调制器调制后的信号称为已调信号。已调信号具有两个基本特征:一个是携