802.11n标准射频集成收发器的系统级设计

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1、2008牟第3期中图分类号：TN929．5文献标识码：A文章编号：1009—2552(2008)03—0128—03802．1in标准射频集成收发器的系统级设计杨旭，莫亭亭(上海交通大学微电子学院，上海200240)摘要：提出了一种符合802．11n草案标准的全集成CMOS射频收发芯片的系统级设计方法。根据802．1In草案的射频规范推算各模块性能指标，对各模块建模，搭建测试环境，进行系统仿真。仿真结果表明，该系统各性能指标满足802．11n草案协议的射频规范。关键词：802．1In协议；射频集成电路；收发器；系

2、统级设计；系统建模Systemleveldesignofradiofrequencyintegratedtransceiverhasedon802．11nstandardYANGXu，MOTing—ting(SchoolofMicroelectronics，SlmnghaiJiaotongUmve~ty，Shanghai2130240，China)Abstract：Thispaperproposesame~odofsystemleveldesignforfullyintegratedCMOStransceiver

3、basedon802．11ndraftprotoco1．Firstly，itinducesbuildingblocks’specificationbasedon802．1Indraftradiostandard．Then，modelandtestenvironmentareestablishedforsimulation．Simulationresultsshowthatthesystemmeets802．1Indraftprotocolradiostandard．Keywords：802．1Inprotocol

4、；RFIC；transceiver；systemleveldesign；systemmodeling0引言能的射频收发机。当前无线办公应用需求旺盛，推动了新无线局802．11n对灵敏度的要求还没有最终确定，参域网(WIAN)标准的出台。802．11n是无线局域网考802．11a／g标准在调制方式为54QAM，编码率3／4，的一场更新换代。虽然802．1In正式标准还未出通道带宽20MHz时的灵敏度一63dBm。如2．3推台，但草案1．10和2．0已经接近正式版。即使标准算，在256QAM调制方式，编码率为3／4，

5、通道带宽为再做改动，射频收发器的前端硬件也不会有太大变40MHz，射频接收前端噪声系数为8dB情况下，灵敏化。参考文献[1—2]对无线局域网准的射频芯片进度的要求为一55dBm。行了尝试性实现。对射频前端芯片的设计不仅推动射频发射系统中误差向量幅度(EVM)是描述发正式标准的出台，而且具有市场前瞻性。射信号调制精度的参数。64QAM调制方式时的发CMOS工艺已日趋成熟，高集成度甚至全集成射信号EVM只有一28dB，但越小EVM的系统可以CMOS射频芯片的设计对系统级设计工程师提出了支持越高速率的调制方式(256Q

6、AM)。更大的挑战。802．11n发射功率频谱屏蔽要求由文献[3]可lIEEE802．1ln射频规范知在40MHz通道模式下，偏离中心频率20MHz功率IEEE802．11n标准兼容802．11a／b／g，使用更高谱下降20dB，偏离60MHz下降45dB。阶的调制方式(最高OFDM／256QAM)，提供最高大于500Mbps的传输速率，10／20／40MHz可选的通道带收稿日期：2007—09—20宽，频率范围2．4GHz～2．485GHz，5GHz～5．825GHz作者简介：杨旭(1982一)，男J二海交通大

7、学微电子学院硕士研究双频段，支持多输人多输出(MIMO)。这需要更高性生，0J}究力’m为射频集成『乜跚系统级设汁与验证。一12R一2射频系统级设计公式：射频系统级设计第一个目标是定中频，确定射频=2g()系统结构。第二个目标是根据数字基带对射频的总其中D为距离，为波长，是空间传输损耗。性能指标及所用工艺来分配每个模块的性能指标。粗略推算发射功率：2．4GHz频率，30m距离的2．1射频系统结构设计路径损耗大约为70dB，假设天线增益为ldBi，空间射频发射机系统结构以面积、成本、功耗为选择损耗余量为6dB，则要

8、求的发射功率为：条件。现代CMOS工艺下的零中频结构满足这三方P7-=Sensitivity—G+P￡+FM=20dBm(2)面的要求。因此发射系统选择直接变频结构。ldB压缩点可以定为20dBm，IP3定为32dBm。射频接收机系统结构的选择还要考虑接收系统2．3误码率及灵敏度的线性度、噪声性能等。低中频结构需要通过电路对于接收系统而言，高灵敏度接收机设计意味设计抑制镜