射频链的构成

1.发射端(Transmitter, TX):从数字到天线

在传统系统中,如果有 NNN 根天线,下述整套设备就要重复 NNN 次。

步骤 组件名称 功能描述
Step 1 数字基带处理(DSP/FPGA) 生成原始数据比特,进行编码和数字预编码
Step 2 数模转换器 (DAC) 将数字信号序列变成连续的模拟电压信号
Step 3 重建滤波器(Filter) 滤除 DAC 产生的阶梯状杂散噪声
Step 4 上混频器(Up-Mixer)+本振(LO) 将信号从低频(基带)搬移到高频(射频,如 28GHz)
Step 5 功率放大器(PA) 核心能耗部件。将微弱射频信号放大,给足能量发射出去
Step 6 天线(Antenna) 将导线中的电信号转换成空间中的电磁波
  • 全数字波束赋形:Step 1到Step 6全套设备,有1000根天线就要买1000套。每根天线都有自己的"数字管家"(Step 1),自由控制幅度和相位。
  • 混合波束赋形:昂贵的Step 1到Step 4只买8套,便宜的移相器和Step 5、Step 6买1000套。在Step 1里,可以对8路信号进行幅度和相位的调节,但是当8路信号经过射频链进入移相器分支时,只能调相位,不能改幅度。
    • 全连接结构:1套射频链连接所有天线
    • 子连接/部分连接结构:1套射频链连接一组天线

2.接收端(Receiver, RX):从天线到数字

步骤 组件名称 功能描述
Step 1 天线(Antenna) 捕捉空中的电磁波,感应出极其微弱的电流
Step 2 带通滤波器 (BPF) 只允许特定频率的信号通过,滤除其他无线电干扰
Step 3 低噪声放大器(LNA) 最关键部件。在不引入额外噪声的前提下,尽可能放大微弱信号
Step 4 下混频器(Down-Mixer)+本振 将射频信号"卸载"回低频(基带或中频)
Step 5 低通滤波器(LPF) 滤除混频产生的多余高频成分
Step 6 模数转换器(ADC) 高成本/高功耗部件。将模拟电压采样,转换成数字0/1
Step 7 数字基带处理 进行数字合并(Combining)、同步、解调和译码
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