[实用新型]用于下一代无线通信网络的宽带MIMO射频收发系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微波无线通信收发系统，尤其是满足IMT-Advanced系统要求，并且可应用与下一代无线通信系统的宽带MIMO收发系统。

背景技术

移动通信技术与产业在过去的十年间得到迅猛的发展，目前已经在世界范围内建立了完善的服务网络，为人们提供了便捷、高质量的通信服务，改变了人们的生活方式，同时也创造了巨大的经济效益。近年来随着流媒体、社交网络、网络下载等新型社交与娱乐方式对生活的影响日益加深，人们对移动业务的数据传输率要求越来越高，传统的基于电路交换的第二代数字移动通信网络如GSM、CDMA等根本无法满足要求。目前在世界各地正在迅速普及的第三代移动通信网络采用如WCDMA、CDMA2000、TDS-CDMA等标准，提供了比较高的数据传输率，其长期演进(LTE)项目目前可以支持的峰值数据传输率更是超过了300Mbit/s。根据国际电信联盟对于第四代数字移动通信网络(即IMT-Advanced)的定义，下一代无线通信系统必须在高速移动环境下提供超过100Mbit/s的数据传输率，同时在低速移动的条件下要提供超过1Gbit/s的数据传输率，现有的标准均无法达到要求，目前LTE-Advanced和Mobile Wimax作为第四代数字移动通信网络的候选标准，正在积极制定与完善中。

提高系统的数据传输率一般有两种方法，一种是增加信道带宽，第二种是提高频谱利用率。通过增加信道带宽来提高数据传输率是显而易见的，目前LTE的最大信道带宽已经从WCDMA网络的5MHz提高到了20MHz。但是由于频谱资源的限制，信道带宽没有办法无限制的增加，因此就需要在增加信道带宽的情况下，尽量提高频谱利用率。目前提高频谱利用率的技术手段主要有采用高阶的数字调制技术以及采用多入多出(MIMO)技术即多天线技术。目前采用4发4收配置的LTE系统可以达到下行峰值传输率326.4Mbit/s的水平。

射频收发信机是移动通信网络的关键组成部分，它的主要作用是将基带子系统生成的模拟基带信号调制到载频上，并通过天线辐射出去，同时将接收到的射频信号解调为模拟基带信号提供给基带子系统进行处理，射频收发信机的性能指标影响着整个无线通 信网络的服务质量。目前射频收发信机广泛应用的构架主要有两种，一种是超外差结构，另外一种是零中频或直接变频结构。其中超外差结构应用的最早最为广泛，图1为采用正交调制的超外差接收机的结构框图。采用超外差结构可以得到最好的性能，可是带来的缺点就是电路复杂度较高，器件数较多，成本较高，体积较大，不易于集成。图2为零中频结构发射机的结构框图，零中频结构由于其结构简单，成本较低且易于集成，因此受到越来越多的关注。但是由于零中频结构本身存在各种技术问题如直流偏移、闪烁噪声等，其所能达到的性能指标没有超外差结构高。

如上所述，由于国际电信联盟对下一代数字移动通信系统的要求远远超过现有的标准，目前没有商用的射频收发信机可以满足要求。

发明内容

本实用新型是一种宽带多入多出(MIMO)射频收发系统，解决了现有技术中存在的上述问题，满足国际电信联盟对下一代数字移动通信网络的要求。通过采用6发6收的多入多出(MIMO)工作方式，实现了超过10bit/Hz的频谱效率，现场测试表明其完全可以支持超过1Gbit/s的数据传输率。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

本实用新型所述的用于下一代无线通信网络宽带MIMO射频收发系统，工作载频为3.45GHz，采用时分双工(TDD)工作方式。为了满足IMT-Advanced系统要求，采用100MHz信道带宽，同时采用6发6收的MIMO配置，即包括6块独立的射频收发信机，每一块射频收发信机均实现完整的射频收发功能。除6块射频收发信机外，本实用新型所述宽带MIMO射频收发系统还包括一块电源板和一块控制板。所述电源板把外接电源转换为本系统所需电压，为本系统供电；所述控制板控制本系统的工作。

上述射频收发信机由本振模块、发射模块和接收模块组成。为了减少系统的复杂度与成本，同时兼顾系统的性能，本实用新型对发射模块和接收模块采用不同的系统构架，其中发射模块采用零中频结构。接收模块采用超外差结构，中频设定在1.15GHz。