[實用新型]用于下一代無線通信網絡的寬帶MIMO射頻收發系統

無效

• 申請號: 201020548808.0
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN201957014U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 于志強;周健義;趙佳寧;趙騰;洪偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B1/26;H04B7/04
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

技術領域

本實用新型涉及一種微波無線通信收發系統，尤其是滿足IMT-Advanced系統要求，并且可應用與下一代無線通信系統的寬帶MIMO收發系統。

背景技術

移動通信技術與產業在過去的十年間得到迅猛的發展，目前已經在世界范圍內建立了完善的服務網絡，為人們提供了便捷、高質量的通信服務，改變了人們的生活方式，同時也創造了巨大的經濟效益。近年來隨著流媒體、社交網絡、網絡下載等新型社交與娛樂方式對生活的影響日益加深，人們對移動業務的數據傳輸率要求越來越高，傳統的基于電路交換的第二代數字移動通信網絡如GSM、CDMA等根本無法滿足要求。目前在世界各地正在迅速普及的第三代移動通信網絡采用如WCDMA、CDMA2000、TDS-CDMA等標準，提供了比較高的數據傳輸率，其長期演進(LTE)項目目前可以支持的峰值數據傳輸率更是超過了300Mbit/s。根據國際電信聯盟對于第四代數字移動通信網絡(即IMT-Advanced)的定義，下一代無線通信系統必須在高速移動環境下提供超過100Mbit/s的數據傳輸率，同時在低速移動的條件下要提供超過1Gbit/s的數據傳輸率，現有的標準均無法達到要求，目前LTE-Advanced和Mobile?Wimax作為第四代數字移動通信網絡的候選標準，正在積極制定與完善中。

提高系統的數據傳輸率一般有兩種方法，一種是增加信道帶寬，第二種是提高頻譜利用率。通過增加信道帶寬來提高數據傳輸率是顯而易見的，目前LTE的最大信道帶寬已經從WCDMA網絡的5MHz提高到了20MHz。但是由于頻譜資源的限制，信道帶寬沒有辦法無限制的增加，因此就需要在增加信道帶寬的情況下，盡量提高頻譜利用率。目前提高頻譜利用率的技術手段主要有采用高階的數字調制技術以及采用多入多出(MIMO)技術即多天線技術。目前采用4發4收配置的LTE系統可以達到下行峰值傳輸率326.4Mbit/s的水平。

射頻收發信機是移動通信網絡的關鍵組成部分，它的主要作用是將基帶子系統生成的模擬基帶信號調制到載頻上，并通過天線輻射出去，同時將接收到的射頻信號解調為模擬基帶信號提供給基帶子系統進行處理，射頻收發信機的性能指標影響著整個無線通?信網絡的服務質量。目前射頻收發信機廣泛應用的構架主要有兩種，一種是超外差結構，另外一種是零中頻或直接變頻結構。其中超外差結構應用的最早最為廣泛，圖1為采用正交調制的超外差接收機的結構框圖。采用超外差結構可以得到最好的性能，可是帶來的缺點就是電路復雜度較高，器件數較多，成本較高，體積較大，不易于集成。圖2為零中頻結構發射機的結構框圖，零中頻結構由于其結構簡單，成本較低且易于集成，因此受到越來越多的關注。但是由于零中頻結構本身存在各種技術問題如直流偏移、閃爍噪聲等，其所能達到的性能指標沒有超外差結構高。

如上所述，由于國際電信聯盟對下一代數字移動通信系統的要求遠遠超過現有的標準，目前沒有商用的射頻收發信機可以滿足要求。

發明內容

本實用新型是一種寬帶多入多出(MIMO)射頻收發系統，解決了現有技術中存在的上述問題，滿足國際電信聯盟對下一代數字移動通信網絡的要求。通過采用6發6收的多入多出(MIMO)工作方式，實現了超過10bit/Hz的頻譜效率，現場測試表明其完全可以支持超過1Gbit/s的數據傳輸率。

本實用新型為實現上述目的，采用如下技術方案：

本實用新型所述的用于下一代無線通信網絡寬帶MIMO射頻收發系統，工作載頻為3.45GHz，采用時分雙工(TDD)工作方式。為了滿足IMT-Advanced系統要求，采用100MHz信道帶寬，同時采用6發6收的MIMO配置，即包括6塊獨立的射頻收發信機，每一塊射頻收發信機均實現完整的射頻收發功能。除6塊射頻收發信機外，本實用新型所述寬帶MIMO射頻收發系統還包括一塊電源板和一塊控制板。所述電源板把外接電源轉換為本系統所需電壓，為本系統供電；所述控制板控制本系統的工作。

上述射頻收發信機由本振模塊、發射模塊和接收模塊組成。為了減少系統的復雜度與成本，同時兼顧系統的性能，本實用新型對發射模塊和接收模塊采用不同的系統構架，其中發射模塊采用零中頻結構。接收模塊采用超外差結構，中頻設定在1.15GHz。