臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要討論應用於IEEE 802.16e之WiMAX功率放大器系統平台的規劃與實現，以Balance Amplifier為主要架構，並根據IEEE 802.116e的標準來實現整個WiMAX模組的發射與接收硬體平台。期望基於WiMAX的系統上，能夠以30dBm的輸出功率在天線端的接口處作訊號的傳送，並以EVM為3%的誤差能力作為其輸出功率的效能。整篇論文的討論範圍包含零件的選用、系統規劃、電路設計、電路驗證、系統整合、PCB電路板佈局等。其中說明了行動式WiMAX的傳送架構，調變方式及IEEE802.16e的演進歷程及測試方法與測試架構等。因WiMAX的使用頻段與使用頻寬依各國法規的不同其使用頻寬大致可分為1.25MHz、3.5MHz、5MHz、7MHz、8.75MHz 和10MHz等，而本文則是以10MHz的頻寬為主要的討論項目，且頻率範圍在2.5~2.7GHz之間。
第一章為研究動機和目標，第二章主要針對802.16e的相關規格與WiMAX Former的測試架構及規範做一個簡單的介紹。第三章主要是針對整個RF Module 的單體設計、電源規劃與相關原理做逐步討論，當然也包含了一些單級的電路測試與驗證。
第四章則為整合測試的部份，以實際的吞吐量測試方法對整個成品做實際的測試，並討論WiMAX與主板搭配的整個測試結果，其中包含接收靈敏度，與最大功率輸入，以及PCB電路板層數的配置與規劃等。

In this thesis， we discuss how to design and Implementation of a Radio Frequency for WiMAX Booster Platform，and it is base on Balance Amplifier design rule with IEEE 802.16e stardand to design WiMAX RF Module system，In this design the Target is focus on Antanna port is output 30dBm power and EVM is 3% performance , in this design it is include how to select parts，system plan，Circuit design，Circuit verify，and assembly with Main Board，PCB Layout and placement。in the paper we discuss WiMAX Transmit structure，and 802.16e evolution and test process， base on certification different it have 1.25MHz、3.5MHz、5MHz、7MHz、8.75MHz and 10MHz Bandwidth，in this design，it is base on 2.5~2.7GHz Frequency and 10MHz bandwidth do the test。
In chapter 1 is Motivation，chapter 2 is Wimax instruction and WiMAX test，chapter 3 is for Rf modula design，power plan design，and Therory discuss of circuit，chapter 4 is assembly with Main Board、Throughput test、and RF module sensitivity test、PCB Layout and PCB Placement。

摘 要.............................................................i
Abstract..........................................................ii
誌 謝...........................................................iii
目 錄............................................................iv
表目錄............................................................vi
圖目錄...........................................................vii
第一章 緒 論............. .....................................1
1-1 研究動機......................................................1
1-2 研究目標......................................................2
1-3 研究方法與步驟.................................................2
1-4 章節簡介......................................................4
第二章IEEE 802.16e介紹與系統規劃...................................5
2-1 IEEE 802.16e WiMAX簡介.......................................5
2-2 WiMAX實體層簡介...............................................7
2-2-1 IEEE 802.16定義的實體層......................................7
2-2-2 WiMAX的OFDM 系統參數.........................................7
2-2-3 OFDMA次通道介紹..............................................9
2-3 WiMAX的可適應性調變(Adaptive modulation)和編碼(Coding).............11
2-4 WiMAX與Wi-Fi的不同................................................12
2-5 WiMAX 天線傳送的系統架構...........................................14
2-5-1 WiMAX天線的傳送架構.............................................14
2-5-2行動WiMAX Wave 2的傳送方式.......................................16
2-5-3雙天線的矩陣A：時空編碼(space-time coding, STC)(DL-PUSC)...........17
2-5-4天線的矩陣B：垂直編碼(2x2 MIMO)(DL-PUSC)...........................18
2-6 WiMAX Forum的相關規範與測試條.......................................18
2-7 RF Module系統規劃.........................................21
2-7-1 RF Module系統方塊圖.............................................21
2-7-2推進器傳送系統規格...............................................22
2-7-3 RF Boost傳送系統區塊圖..........................................22
2-7-4推進器接收系統規格................................................23
2-7-5 RF Boost接收系統區塊圖..........................................23
2-8 IP3、P1dB、NF等原理之介紹.........................................24
2-8-1 P1dB之介紹....................................................24
2-8-2 IP3之介紹....................................................25
2-8-3 Noise Figure 雜訊指數........................................27
2-8-4多級放大器串接所產生之P1dB、IP3、NF、Gain之公式表示.............28
第三章Balanced Amplifiers 之設計、計算與量測........................29
3-1 Balanced Amplifiers 之介紹....................................29
3-2 Lange coupler 與branch-line coupler 之介紹.....................29
3-3系統的電源規劃 .................................................35
3-4 Link Budget Analysis..........................................36
3-5單級電路量測....................................................38
3-5-1 PA的單級量測設備與量測結果.....................................38
3-5-2 LNA的單級量測設備與量測結果....................................42
第四章電路板整合測試與製做............................................45
4-1電路量測概論.....................................................45
4-2量測結果........................................................45
4-2-1 Base station receiver maximum tolerable signal Test.........45
4-2-2 BS Rx Maximum Input Level On-channel reception tolerance.....47
4-2-3 Base station receiver sensitivity...........................49
4-2-4 Base station Transmitter Relative Constellation Error........50
4-2-5 Base station吞吐量測試............. ..........................52
4-3 PCB Layout....................................................53
4-3-1 PCB Layout 注意事項..........................................54
4-4板層規劃與配置...................................................55
第五章結論.........................................................57
參考文獻.........................................................58

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