基带处理器和射频前端的体系结构

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(射频部分)
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天线接收—— 天线匹配电路 —— 双工器 —— 滤波(声表面滤波器,SAW Filter)——放大(低噪声放大器,LNA)—— RX_VCO混频(混频器Mixer)—— 放大
 
天线接收—— 天线匹配电路 —— 双工器 —— 滤波(声表面滤波器,SAW Filter)——放大(低噪声放大器,LNA)—— RX_VCO混频(混频器Mixer)—— 放大
 
(可编程增益放大器PGA)—— 滤波 —— IQ解调(IQ调制器)——(进入基带部分)
 
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典型的发射过程为:
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(来自基带的GMSK调制信号)—— IQ调制(IQ调制器)—— 滤波 —— 鉴相鉴频(鉴相鉴频器)—— 滤波 —— TX_VCO混频(混频器Mixer)—— 功率放大(PA)—— 双工器 —— 天线匹配电路 —— 天线发射
 
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2013年12月21日 (六) 23:29的版本

目录

1 概述

基带(Baseband) 信号就是低频的基础信号(有效信息),比如一段300-3000Hz的人声通过话筒转化为一段模拟的电信号就是一段基带信号

GSM的基带信号频率为 67.708KHz,所载数据速率为270.833Kbit/ (67.708K x 4)

GSM最后准备传输的基带信号是模拟信号,频率 67.708KHz,直接发射传输的话,天线会很长(约为1.1千米)。因此需要借助于高频载波(数百MHz),载着(FM调制方式,同调频广播)基带信号发射传输,这样天线可以做到极小



2 经典GSM手机基带和射频结构

先看看早期经典GSM手机 Motorola C123/C118 基带和射频部分:


C118.baseband.block.diagram.png


  • GSM RF: TRF6151C --- GSM射频前端,又叫 RF Tranceiver
  • ABB: Ti TWL3025BZGR --- 模拟基带芯片,Analog Baseband Chip
  • DBP: Ti Calypso Baseband, D751749ZHH model (Calypso Lite G2), includes 256kBytes of internal SRAM --- 数字基带处理器,Digital Baseband Processor


此外还有一片射频功放: SKY77324-12 --- 在手机发射信号时,用于增加射频的功率,从而使通信距离更远、信号更好。


空中GSM射频信号被天线(Antenna)捕捉到,送到射频前端(GSM RF),其先将信号解调为模拟的基带I/Q信号,模拟基带I/Q信号接着被送到ABB进行AD转换,转化成数字基带I/Q信号,然后被送到数字基带处理器(Digital Baseband Processor)的串口(Baseband Serial Port)上。


上图的DBP指的是TI的GSM基带处理芯片Calypso 2,射频前端是TI TRF6151C;ABB(Analog Baseband Chip)是TI TWL3025。当然现在的集成度更高,比如Infineon PMB6272 则把 ABB 和 射频前端都做到一块芯片内,Qualcomm 的 QSC6270 则把数字基带,模拟基带和射频前端都集成到一个芯片内了!


C123/C118 的主板结构,参考: http://bb.osmocom.org/trac/wiki/MotorolaC123


2.1 DBP

C118-DBP-bloack-dia.png


数字基带信号,经数字基带处理器 (DBP)内的 DSP Core 处理、GMSK解调后,直接输出 MAC block 到 ARM Core,运行于 ARM 内部的 Layer 1 程序,开始对MAC Block 进行协议解析,最终将有效数据输出到串口,供上层软件处理。



2.2 射频部分

GSM的射频部分略复杂。

移动台(手机)典型的接受过程为:

天线接收—— 天线匹配电路 —— 双工器 —— 滤波(声表面滤波器,SAW Filter)——放大(低噪声放大器,LNA)—— RX_VCO混频(混频器Mixer)—— 放大
(可编程增益放大器PGA)—— 滤波 —— IQ解调(IQ调制器)——(进入基带部分)


典型的发射过程为:

(来自基带的GMSK调制信号)—— IQ调制(IQ调制器)—— 滤波 —— 鉴相鉴频(鉴相鉴频器)—— 滤波 —— TX_VCO混频(混频器Mixer)—— 功率放大(PA)—— 双工器 —— 天线匹配电路 —— 天线发射



3 参考资料

































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