Беспроводной сетевой адаптер стандарты LTE.

В данном курсовом проекте рассмотрены беспроводные адаптеры для LTE сетей.
LTE адаптеры решают следующие задачи:
1. соединение точек доступа сети друг с другом и другими сетями;
2. обеспечение беспроводного широкополосного доступа;
3. пред оставление высокоскоростного сервиса передачи данных;
4. создание системы удаленного наблюдения и точек доступа, не привязанных к определенному географическому положению.
Приведена структурная схема беспроводного адаптера с поддержкой OFDM, рассмотренны о сновы ТТХ для данного устройства, приведенны харктеристики, разработанна принципиальная схема и даны рекомендации по улучшению электромагнитной совместимости.
...

Введение
1.Назначение и задачи, решаемые устройством.
2.Структурная схема устройства
3.Основные ТТХ
4.Состав и характеристики
5.Принципиальная схема и ее анализ
6.Рекомендации по улучшению ЭМС
Заключение
Список литературы

Беспроводные сетевые адаптеры (модемы) используются там, где есть доступ к сети Интернету и мобильная связь – это позволяет использовать компьютеры для передачи и приема информации. Модемы 4G, представляют собой устройства для обмена информацией в сети операторов GSM по технологии мобильной связи четвертого поколения, характеризующейся высокой скоростью передачи данных и высоким качеством голосовой связи. В модем 4G вставляется SIM-карта оператора мобильной связи – и доступ к сети Интернет обеспечи вается по тарифам и трафику оператора.
LTE адаптер представляет собой телекоммуникационную технологию, созданную для обеспечения универсальной беспроводной связи на больших расстояниях.
В курсовом проекте будет рассмотрен беспроводный адаптер LTE .

Спектральные составляющие и огибающие спектра OFDM сигнала представлены на рисунке 2.Рисунок 2. Спектр мощности OFMD сигнала; а) огибающая спектра мощности OFDM сигнала; б) спектральные составляющие спектра мощности OFDM сигналаВ результате при большом числе несущих формируется спектр мощности группового сигнала, форма которого очень близка к прямоугольной. Это позволяет получить высокую эффективность использования частотного спектра.При OFDM высокоскоростной поток данных разбивается на большое число низкоскоростных потоков, каждый из которых передается в своем частотном канале (на своей поднесущей частоте), то есть в частотных каналах длительность канальных символов может быть достаточно большой, значительно превышающий время расширения задержки сигнала в канале. Следовательно, межсимвольные искажения (межсимвольная интерференция) в каждом частотном канале поражает лишь незначительную часть канального символа, которую можно исключить из последующей обработки в приемнике за счет введения временного защитного интервала между соседними канальными символами при контролируемом снижении скорости передачи. Межсимвольная интерференция это форма искажения сигнала, которая вызвана воздействием одного символа на другой. Этот эффект наблюдается как в проводных, так и в беспроводных системах передачи данных.Ключевым принципом OFDM является использование охранного интервала. Это возможно благодаря тому, что продолжительность каждого символа достаточно велика. Другим преимуществом является устойчивость к частотно-зависимому затуханию. Такой тип затухания может оказывать очень негативное влияние при многолучевом распространении сигнала, особенно если источник и приемник не находятся в прямой видимости. При OFDM модуляции данные распределяются между множеством вспомогательных несущих, поэтому информация, пострадавшая в нескольких субканалах может быть восстановлена с помощью ЕСС (код коррекции ошибок - данные, присоединяемые к каждому передаваемому сигналу, позволяющие принимающей стороне определить факт сбоя и (в некоторых случаях) исправить несущественную ошибку).Основные недостатки данной технологии:-высокая чувствительность к смещению частоты и флюктуациям фазы принимаемого сигнала относительно опорного гармонического колебания приемника;относительно высокое значения отношения пиковой мощности радиосигнала к ее среднему значению, что заметно снижает энергетическую эффективность радиопередатчиков.Принципиальная схема и ее анализБеспроводные адаптеры для сетей LTE строятся с использованием концепции «интеллектуального разделения». То есть представляют собой полностью интегральный приемопередатчик прямого преобразования для оборудования беспроводных сетей, который осуществляет полную обработку ВЧ и преобразованного сигнала в микросхеме.Рассмотрим микросхему AT86RF535B, разработанную компанией Atmel. Помимо расширенных функциональных возможностей, AT86RF535B требует наименьшего числа внешних компонентов среди прочих доступных опорных разработок аналогичного назначения. Трансивер рассчитан на работу в частотном диапазоне 3.5 ГГц, поддерживает несколько опций по ширине канала и отвечает требованиям, предъявляемых к базовых станциям и абонентскому оборудованию, работающих по стандарту WiMAX и LTE. Микросхема может работать совместно с новыми и существующими процессорами управления радиосвязью различных производителей, для чего предусмотрен интерфейс управления внутренними регистрами конфигурации и управления. Все трансиверы MAX-Link сочетают превосходные радиочастотные характеристики и малый потребляемый ток, а также требуют минимальное число внешних компонентов. В состав трансивера входят малошумящий усилитель, драйвер усилителя мощности, смеситель приема/передачи, фильтры приема/передачи, генератор управляемый напряжением, синтезатор, схемы управления чувствительностью приема и мощностью передачи. Трансивер выполнен по полностью дифференциальной схемотехнике, может быть сконфигурирован на работу с малой ПЧ или нулевой ПЧ и не требует применения внешних фильтров.AT86RF535B поддерживает возможность самокалибровки, которая снижает стоимость конечной продукции и улучшает ее технологичность. Процедура калибровки выполняется по специальному алгоритму в промежутках между передачами передаваемых и принимаемых посылок и полностью не зависит от управляющего процессора. На рисунке 3 представлена принципиальная схема приемопередатчика AT86RF535B.Рисунок 3. Структурная схема AT86RF535BОтличительные особенности:Однокристальный 3.5 ГГц-ый трансивер Полностью дифференциальная схемотехникаАрхитектура малой ПЧ/нулевой ПЧ, которая не требует внешних фильтровРежим самокалибровки фильтров приема/передачиПоддержка каналов шириной 3.5, 7.0, 8.75 и 10 МГцМодуляция до 64QAMСверхбыстродействующий дробный-N-синтезаторЧувствительность < -74 дБм (64-QAM, ширина канала 7 МГц)Фазовый шум синтезатора: 0.8° (-37dBc)Низковольтное питание: 3.0ВPRF на выходе передачи: 0 дБм, -34 дБ EVMПотребляемый ток в режиме приема/передачи: 270/315 мА (типичные значения)Потребление в экономичном режиме работе: < 20 мкА (типичное значение)56-выв. корпус QFNМалое количество внешних компонентовВстроенная схема самокалибровки (не требует внешних компонентов или схемы управления)Поддержка HFDDОбласти применения:Устройства беспроводной передачи в диапазоне 3.5 ГГцСистемы радиосвязи по стандарту IEEE 802.16-2004Устройства с OFDM до 64QAMРисунок 4 – Расположение выводов.Общее описание:AT86RF535B - полностью интегрированный, недорогой радиочастотный трансивер для диапазона 3.5 ГГц, выполненный по архитектуре малой ПЧ/нулевой ПЧ. Он сочетает превосходные радиочастотные характеристики, малые размеры и малый потребляемый ток. Кристалл AT86RF535 изготавливается по перспективной технологии SiGe BiCMOS AT46000. Трансивер содержит малошумящий усилитель (МШУ), усилитель мощности (УМ), смеситель приема/передачи, фильтры приема/передачи, генератор управляемый напряжением (ГУН), синтезатор, схемы управления чувствительностью приема и мощностью передачи. Все перечисленные элементы управляются цифровым способом. Для получения завершенного решения требуется минимальное число внешних компонентов.В соответствии с технической документацией на выбранный однокристальный приемопередатчик была разработана схема электрическая принципиальная схема – рисунок 5.Рисунок 5. Принципиальная схема беспроводного адаптераВ таблице 1 приведены назначение выводов беспроводного модема.Таблица 1Pin No. DescriptionНазначениеFSW1PLL Frequency Switch for HFDD ModeDigital CMOS input levelsПереключатель частоты цифрового CMOS для задания уровняVSSDPLL2Ground Supply of Digital PLL ModulesЗемля основного цифрового модуляVDDDPLL3Voltage Supply of Digital PLL ModulesПитание основного цифрового модуляVDDBBIF4Supply Voltage of Digital Base Band Interface PadsПитание цифрового интерфейсаPTX5Power Switch Transmit PathHigh active, digital CMOS input levelsПереключатель уровня питания на цифровом входе схемыRFRX16RF Receive Input 1Low noise amplifier input. The 50? matching is in part by the bond/packageinductance and an external component (tbd).Вход малошумящего усилителяRFRX27RF Receive Input 2Complementary signal to RFRX1Дополнительный вход к RFRX1 VSSRFRX8Ground Supply of Radio Frequency Receive Circuit ModulesЗемля тракта ПЧVDDRFRX9Voltage Supply of Radio Frequency Receive Circuit ModulesПитание тракта ПЧATB10Analog Test Bus Analog IOAnalog output/input signal for testing purposes, connection configurable over SPIАналоговый выход / вход сигнала для целей тестированияVDDRFTX111Voltage Supply of Radio Frequency Transmit Circuit ModulesНапряжение питания радиочастотных модулей схемыVDDRFTX112VDDRFTX213VDDRFTX214VDDPA15Voltage Supply of Power Amplifier Driving ModuleПитание усилителей мощностиVDDPA16Voltage Supply of Power Amplifier Driving ModuleRFTX1 17RF Transmit Output 1P1dB up to +15dBm @ 50? differential 3.5GHz. The 50? matching is in part bythe bond/package inductance and an external component (tbd).Выход приемопередатчика 1RFTX2 18RF Transmit Output 2Complementary signal to RFTX1Выход приемопередатчика 2VDDPA 19Voltage Supply of Power Amplifier Driving ModuleПитание усилителей мощностиVDDPA 20Voltage Supply of Power Amplifier Driving ModulePRX 21Power Switch of Receive PathHigh active, digital CMOS input levelsПереключатель питания на цифровом входе схемыDTB22Digital Test Bus Input/Output DigitalDTB input/output signal for testing purposes, connection and direction isconfigurable over SPI.Цифровой вход/выход для проведения тестированияVSSDIG23Ground Supply SPI Interface Pads and of Digital Circuit ModulesЗемля цифровой части схемыVDDDIG 24Voltage Supply of Digital Circuit ModulesПитание цифровой части схемыVDDBBIF25Voltage Supply of Digital Base Band Interface PadsПитание цифрового интерфейсаNSDE26SPI Enable Digital InputThe rising edge of SCL and a low SDE indicate the start of a data transmission tothe SPI slaveЦифровой входSCL27SPI Clock Digital InputAt every rising edge the SDI data is latched into the internal SPI register. SDOdata change also on the rising edge.Цифровой вход (для синхронизации)SDI 28SPI Data Digital InputSerial SPI data input stream is started with SDE and contain first an addressbyte. Read in is MSB first. The MSB of the address byte is the R/W control bit.After the address byte there follows a number of data bytes. The actual numberof data bytes depends on the address.