Проектирование РЧ блоков приемопередатчиков ССПО целесообразно производить в несколько этапов:

1. Изучение и анализ стандарта на систему подвижной связи, основных нормативных документов

Любая ССПО описывается рядом нормативных документов, разрабатываемых и утверждаемых международными, национальными организациями, специализированными институтами или отдельными компаниями. Как правило, ряд нормативных документов можно найти на интернет-сайтах этих организаций. Наиболее известными организациями являются Европейский институт стандартов в связи ETSI (www.etsi.org), Ассоциация промышленности связи США TIA (www.tiaonline.org), в Японии - Ассоциация радиопромышленности и бизнеса ARIB (www.t1.org). Стандарты на системы связи третьего поколения разрабатываются и продвигаются UMTS Форумом (www.umts-forum.org) и организацией 3GPP (www.3gpp.org).

2. Получение энергетического плана РЧ блока

Энергетический план устройства - это его укрупненная структура с приведением основных уровней сигнала на его входах и выходах, пределов, шага и точности изменения их величин. В том случае, если для функционирования приемопередатчика необходимо измерение уровней сигналов в устройстве, целесообразно указать точность, с которой должны быть произведены эти измерения. При дискретизации (аналого-цифровом преобразовании) измеряемых значений приводится количество уровней дискретизации и шаг дискретизации. Как правило, энергетический план полностью описывают требования, приведенные в стандарте на ССПО.

В качестве примера на рисунке приведен энергетический план РЧ блока абонентского устройства (UE) третьего поколения, на котором показаны основные параметры для тракта передачи в режиме FDD [3GPP TS 25.101, V5.1.0].

3. Выбор архитектуры РЧ блока

Термин "архитектура" (architecture) в настоящее время очень широко используется в современной специальной англоязычной литературе. Архитектура РЧ устройства определяет основные принципы преобразования сигнала в нем. Примером определенной архитектуры могут служить, например, РЧ тракт (приема или передачи) с прямым преобразованием сигнала, передатчик с петлей трансляции сигнала и т.д. Разновидности архитектуры трактов передачи рассмотрены в соответствующем разделе данного пособия.

4. Формирование частотного плана

Частотный план приемопередатчика - это его предельно упрощенная структурная схема, на которой обязательно показаны устройства генерирования и преобразования сигналов - смесители, генераторы, модуляторы. На плане приводятся номиналы генерируемых и преобразуемых частот и, при необходимости, размещаются устройства фильтрации. Частотный план необходимо формировать с учетом ряда факторов: · требований стандарта - полосы рабочих частот на входе приемника и выходе передатчика; номиналов канальных частот, вида модуляции и т.п.; · требований к подавлению внеполосных излучений на выходе передатчика, определяемых стандартом; · требований к подавлению сигналов на частотах внеполосного приема; · наличия синтезаторов частот, обладающих необходимыми параметрами (fmin…fmax; шаг сетки частот F; время установления частоты tуст); · сложившейся практики построения структур приемопередатчиков: наличия промышленных фильтров, прежде всего ПЧ, на необходимые частоты, отдельных функциональных узлов, работающих на определенных частотах и т.д.

В качестве примера на рис. приведен частотный план РЧ блока приемопередатчика DECT с прямой модуляцией с удвоением частоты.

5. Формирование структурной схемы приемопередатчика

После составления частотного плана устройства переходят к разработке эскизного варианта структурной схемы приемопередатчика. По сути дела, на этом этапе проектирования в рамках ранее полученного частотного плана происходит конкретизация энергетического плана устройства, т.е. определяется общее число каскадов усиления, типы и количество транзисторов в узлах, выбираются питающие напряжения. На эскизе структурной схемы приводятся все каскады с указанием предполагаемых коэффициентов усиления (передачи), уровней сигналов, указанием типов каскадов (ОК, ОБ) и выделением при необходимости отдельных элементов схемы (транзисторов, диодов). Для делителей частоты синтезаторов частот необходимо найти значения коэффициентов деления требующиеся при настройке на конкретные рабочие каналы, определить необходимую крутизну перестройки ГУН. На данном этапе проектирования целесообразно произвести максимально возможную детализацию устройства с учетом предполагаемых вариантов схемотехнической реализации и конкретных наборов ИС и, таким образом, перейти к его функциональной схеме.

6. Разработка принципиальной электрической схемы

На данном этапе происходит выбор схемотехнической реализации отдельных узлов проектируемого блока, их электрический расчет, компьютерное моделирование.