Digital RF Communications Transmitter Design

qiang2433

1. Wireless Digital Communications Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1 Digital communications transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.1 Analog I/Q modulator versus digital IF . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1.2 Other implementations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Digital communications receiver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2. Testing Transmitter Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 Measurement model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Measurement domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.1 Time domain. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.2 Frequency domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.3 Modulation domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3 In-band measurements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1 In-channel measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1.1 Channel bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1.2 Carrier frequency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1.3 Channel power. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3.1.4 Occupied bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.1.5 Peak-to-average power ratio and CCDF curves . . . . . . 14
2.3.1.6 Timing measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.1.7 Modulation quality measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.1.7.1 Error Vector Magnitude (EVM) . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.1.7.2 I/Q offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.1.7.3 Phase and frequency errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.1.7.4 Frequency response and group delay . . . . . . . . . . 21
2.3.1.7.5 Rho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.1.7.6 Code-domain power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.2 Out-of-channel measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.2.1 Adjacent Channel Power Ratio (ACPR). . . . . . . . . . . . . 23
2.3.2.2 Spurious . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4 Out of-band measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.1 Spurious and harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.5 Best practices in conducting transmitter performance tests . . . . . . 26
3. Troubleshooting Transmitter Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1 Troubleshooting procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2 Impairments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2.1 Compression. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.2.2 I/Q impairments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.3 Incorrect symbol rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2.4 Wrong filter coefficients and incorrect windowing . . . . . . . . 39
3.2.5 Incorrect interpolation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2.6 Filter tilt or ripple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.7 LO instability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.2.8 Interfering tone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2.9 AM-PM conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.2.10 DSP and DAC impairments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.2.11 Burst-shaping impairments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4. Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Appendix A: Detailed Troubleshooting Procedure . . . . . . . . . . . . . . . 61
Appendix B: Instrument Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5. Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63


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有朋友反馈说看不到附件，
我看的确没有，奇怪，
但是编辑重新上传附件之后，才发现有两个附件，
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不便之处，请朋友们谅解，
现在两份一样的，随便下一份即可！
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