Channel Select Filter Design beim Zero-IF UMTS Receiver

Präsentation zum Thema: "Channel Select Filter Design beim Zero-IF UMTS Receiver"—  Präsentation transkript:

1 Channel Select Filter Design beim Zero-IF UMTS Receiver
Referat am Von Martin Svigir Bernhard Reisch Martin Svigir Bernhard Reisch

2 Zero-IF UMTS Receiver SAW-Filter Martin Svigir Bernhard Reisch

3 Eigenschaften eines Zero-IF UMTS Receivers
+ „Übersetzung“ des RF-Spektrums ins niedrigere Basisband in einem Schritt  niedrigerer Leistungsverbrauch beim Filtern und Verstärken + IF-SAW-Filter (Image-Filter) und weitere Downconversion-Stufen werden durch Tiefpässe und BB-Verstärker ersetzt  Bandbreiten-Tuning und Multiband, Multimode-Application (2G und 3G) möglich  „Channel-Selection-Charakteristik“ bei Tiefpässen im Basisband besser  Separate IF-Sektionen für jeden Mode unnötig + keine „Image-Rejection“, da IF= 0  Frequenzen mit (wanted + LO ) - 2LO = IF unproblematisch - Local-Oscillator (LO)-Frequenz = Empfangssignal  Abschirmung kritisch - Signalunterbrechungen durch DC-Offset bei Signalverstärkung im BB  Sättigung des A/D-Wandlers ZENTRALES ELEMENT: Basisband (BB) Filter-Kette Martin Svigir Bernhard Reisch

4 Channel Select Filter Design
+ Selektieren (Abgrenzen) des benachbarten Kanals  Maß dafür ist die Adjacent Channel Selectivity (ACS) + Niedrigere Anforderungen an A/D-Wandler bei ACS > 33 dB + min. Leistungsverbrauch + Bit Error Rate (BER) gering ( 0,1 %) + hohe Linearität Elleptic-Filter mit folgenden Parametern: fpass= 2,4 MHz (0,48 MHz breiter als die halbe Spreiz-Bandbreite fC fC = 3,84 MHz fStop= 3,1 MHz mit Stop-Band Abschwächung AS von 60 dB fX = fStop / fpass = 1,29 N = 7 Inband Phase Ripple von +- 2° und Inband Amplitude Ripple von +- 0,2 dB Martin Svigir Bernhard Reisch

5 Adjacent Channel Selectivity (ACS)
Dedicated Physical Channel Dämpfung des gewünschten Kanals – Dämpf. der benachbarten Kanäle ACS = Martin Svigir Bernhard Reisch

6 Phasenrauschen und Amplitudenrauschen
Phasenrauschen durch 3 % Bauteiltoleranz von R und C (1000 Versuche) Inband Phase Error (Ripple) von max. 2° durch „All-pass“ Filter 3. Ordnung möglich Martin Svigir Bernhard Reisch

7 Frequenzabhängigkeit des optimierten Filters
fpass= 2,4 MHz Elleptic-Filter 7. Ordnung i.V.m „All-pass“ Filter 3. Ordnung fStop= 3,1 MHz Martin Svigir Bernhard Reisch

8 Tradeoff zwischen Zeit- und Frequenzbegrenzung
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9 Lösung hierfür ist der Raised Cosine Filter
Raised Cosine Filter ist ein Tiefpassfilter Definiert wird er durch die Grenzfrequenz und den „roll- off“ Faktor α für Martin Svigir Bernhard Reisch

10 Idealer Tiefpaß vs. Raised Cosine
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11 Raised Cosine Filter: verschiedene Roll- off Faktoren
Martin Svigir Bernhard Reisch

12 Erstes Nyquist Kriterium
Das erste Nyquist Kriterium ist erfüllt wenn die Impulsantwort zum Zeitpunkt t = 0 maximal und zu allen anderen Abtastzeitpunkten t = n × TA null ist. Damit werden Intersymbolinterferenzen (ISI) verhindert. Diese Bedingung erfüllt z.B. der ideale Tiefpass und der raised cosine filter. Martin Svigir Bernhard Reisch

13 Root Raised Cosine Filter
Für die Kombination aus Sende- und Empfangsfilter muss das erste Nyquistkriterium gelten. HT (Transmitfilter); HR (Receivefilter); Hrc (raised cosinus filter) für Martin Svigir Bernhard Reisch

14 Root Raised Cosine Filter: Frequency Response
Martin Svigir Bernhard Reisch

15 Root raised cosine filter: Eye- diagram
Für verschiedene Roll-off Faktoren α: α = 0,1 α = 0,4 α = 0,6 α = 1 Martin Svigir Bernhard Reisch