理论教育 发射功率和频谱分析

发射功率和频谱分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:在GSM和WCDMA系统中,移动站的发射功率定义为发射机天线端口的功率水平。然而,很容易根据所要求的ERP或EIRP,通过式(8.1)或式(8.2)来计算发射功率。对于GSM移动发射机,在频域内对它发射功率的测量的频带宽度为200 kHz较合适。800 MHz蜂窝频段与1 900 MHz个人通信业务频段的CDMA移动发射机的限制对应于它们普遍使用的功率等级3和2,分别为23 dBm和30 dBm。图8.1WCDMA信号功率谱的理想主瓣与功率测定带宽,1.22×3.84MHz

发射功率和频谱分析

对于不同无线移动系统,移动站发射功率的定义是不同的。在GSM和WCDMA系统中,移动站的发射功率定义为发射机天线端口的功率水平。在蜂窝频段的CDMA和AMPS系统中,移动发射机的发射功率用有效辐射功率(effective radiated power,ERP)来衡量,而在个人通信业务(PCS)频段内的CDMA系统,则采用了有效全向辐射功率(effective isotropic radiated power,EIRP)。ERP/EIRP(单位为dBm)与移动发射机天线端口的发射功率(TXpwr_ant,单位为dBm)关系为

式中,Gant(单位为dB)指的是给定方向上的天线增益。

由于射频发射机系统仅认为是天线以外从数模转换器到天线端口的发射机部分,所以一般来说,在射频发射机系统的分析与设计中,天线端口的发射功率比ERP/EIRP更常用。然而,很容易根据所要求的ERP或EIRP,通过式(8.1)或式(8.2)来计算发射功率。

在一个横跨发射信号功率谱主瓣的带宽上,根据综合功率可测得频域内的发射功率。在WCDMA中,综合带宽明确定义为(1+α)·fchip,α为根升余弦(root raised cosine,RRC)滤波器的滚降系数,等于0.22;fchip为码片速率,其值等于3.84 Mcps。WCDMA信号功率谱密度(power spectral density,PSD)的主瓣与发射功率带宽测量如图8.1所示。而CDMA系统发射功率带宽的测量却没有很好的定义,但是1.23 MHz(大约等于码片速率)带宽常用于CDMA信号的测量。对于GSM移动发射机,在频域内对它发射功率的测量的频带宽度为200 kHz较合适。(www.daowen.com)

移动发射机的最大输出功率将会影响无线系统的整体性能,如电池的尺寸与容量以及移动站的功率损耗。在所有的无线通信系统中,根据功率等级和工作频带已经定义并大致分类。对于GSM系统,900 MHz频带中的功率等级2、3、4和5对应的最大输出功率标称值分别为39 dBm、37 dBm、33 dBm和29 dBm;在1 800 MHz频带里,功率等级1、2和3对应的最大输出功率标称值则分别为30 dBm、24 dBm和36 dBm。对于WCDMA系统,在UMT频带(2.0 GHz)中,功率等级1~4所对应的最大输出功率标称值分别为33 dBm、27 dBm、24 dBm和21 dBm。对于CDMA系统,最大输出功率的定义与GSM和WCDMA系统中的稍有不同,给出了最大输出功率的上下限,而取代了标称值的使用。800 MHz蜂窝频段与1 900 MHz个人通信业务频段的CDMA移动发射机的限制对应于它们普遍使用的功率等级3和2,分别为23 dBm和30 dBm。实际中,移动发射机的最大输出功率可能会为了更好的发射线性度和/或满足特定吸收率(specific absorption rate,SAR)的需求,因而在容差范围内降低发射功率。

图8.1 WCDMA信号功率谱的理想主瓣与功率测定带宽,1.22×3.84MHz

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