شماره ركورد
34221
پديد آورنده
راضيه قاسمي سردره
عنوان
طراحي و پياده¬سازي اجزاي سيستم فرستنده موج ميلي¬متري براي كاربردهاي نسل پنجم مخابرات سيار در فناوري CMOS
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي برق
سال تحصيل
1398
تاريخ دفاع
1404/08/26
استاد راهنما
محمد عظيم كرمي
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
دانشكده برق
چكيده
با توجه به رشد روز افزون فن¬آوري¬هاي مخابراتي و نياز به پهناي باند وسيع¬تر در نسل پنجم مخابرات سيار، طراحي مبدل¬هاي فركانسي با كارايي بالا در پهناي باند 28 گيگاهرتز به كانون توجه محققان تبديل شده است. در معماري¬هاي فرستنده¬هاي بي¬سيم، مبدل بالابرنده فركانس I/Qبه عنوان يك بلوك كليدي، وظيفه تبديل سيگنال باند پايه يا فركانس مياني (IF) به سيگنال باند فركانسي بالاتر (RF) را برعهده دارد. در اين رساله عملكرد و ساختار يك سيستم مبدل بالابرنده فركانس I/Q موج ميلي¬متري شامل مبدل ديجيتال به آنالوگ، نوسانگر ولتاژ و مخلوط¬كننده¬¬ بالابرنده فركانس با هدف كاهش توان مصرفي، كاهش مساحت و خطي بودن مناسب براي استفاده دركاربردهاي مخابراتي نسل پنجم در فن¬آوري 65 نانومتر طراحي و شبيه¬سازي گرديده است.
در اين سيستم، داده¬هايي¬كه قرار است ارسال شوند توسط مدار پردازشگر تلفن همراه تحويل يك مبدل ديجيتال به آنالوگ10 بيت شد، تا شكل¬دهي مناسب يابند. مبدل ديجيتال به آنالوگ پيشنهادي با كاهش قابل توجه تعداد سلول¬هاي جريان و مقاومت واحد، باعث كاهش توان مصرفي و مساحت شد. يك روش حذف خطاي پالس سوزني جديد براي بهبود عملكرد استاتيكي و يك روش تصحيح¬گر پسزمينه براي اصلاح خطاي بهره در سلولهاي جريان واحد پيشنهاد شد. اين مبدل ديجيتال به آنالوگ با فركانس نمونه¬برداري 2 گيگاهرتز در فن¬آوري 65 نانومتر در سطح مدار پياده¬سازي شد و ضريب شايستگي(1012 V.f/W) 84.6 كسب نمود. سپس يك نوسانگر QLO كلاس C جديد كه با تركيب هارمونيكهاي دوم LC-LO ها، خروجيهاي نوسانگر با نويز فاز كمتر ازdBc/Hz 110- در فركانس آفست 1 مگاهرتز و ضريب شايستگي dBc/Hz198.9- در فركانس 27 گيگاهرتز در فن¬آوري 65 نانومتر طراحي و شبيه¬سازي گرديده است. در نهايت سيگنال باند پايه با فركانس يك گيگا هرتز و سيگنال LO با فركانس 27 گيگاهرتز براي دست¬يابي به فركانسRF 28 گيگاهرتز به مخلوط¬كننده بالابرنده فركانس دوگانه جديد كه شامل يك سلول شبه گيلبرت با طبقات ترارسانايي PMOS براي بهبود بهره تبديل است، داده مي¬شود. مبدل بالابرنده فركانس I/Q 28 گيگاهرتز ارائه شده با خطي بودن بالا، مساحت و توان مصرفي كم در فن¬آوري 65 نانومتر در سطح مدار پياده¬سازي شد و بهره تبديل بيش از dB28، نشت نوسانگر محلي dB57- و ضريب شايستگي dB3.2- كسب نمود.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/26
عنوان به انگليسي
Design and implementation of milli-meter transmitter system components for fifth generation mobile telecommunication applications in CMOS technology
تاريخ بهره برداري
11/17/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
راضيه قاسمي سردره
چكيده به لاتين
With the rapid advancement of wireless communication technologies and the growing demand for wider bandwidth in fifth-generation (5G) mobile networks, the design of high-performance frequency up-conversion systems in the 28 GHz millimeter-wave (mmWave) band has attracted significant research attention. In modern wireless transmitter architectures, an I/Q frequency up-conversion mixer serves as a critical building block, responsible for converting baseband or intermediate-frequency (IF) signals to high-frequency radio-frequency (RF) signals. This work presents the design and simulation of a mmWave I/Q frequency up-conversion system, encompassing a digital-to-analog converter (DAC), a Local oscillator (LO), and a high-frequency up-conversion mixer, with the objectives of low power consumption, reduced silicon area, and high linearity, targeting 5G applications in 65 nm CMOS technology.
In the proposed system, the transmitted data from the mobile processor is first quantized by a 10-bit DAC to generate appropriately shaped analog signals. The DAC design achieves significant reductions in power consumption and chip area by minimizing the number of unit current cells and resistors. A novel pulse-error cancellation technique is introduced to enhance static performance, along with a background calibration method to compensate gain errors in the unit current cells. The DAC, implemented at a 2 GHz sampling rate in 65 nm CMOS, achieves a figure-of-merit (FOM) of 84.6 V·f/W. A novel Class-C quadrature LO (QLO) is then designed by combining second-harmonic outputs of LC-LO cores, achieving phase noise lower than −110 dBc/Hz at 1 MHz offset and a FOM of −198.9 dBc/Hz at 27 GHz in 65 nm technology. Finally, the 1 GHz baseband signal and the 27 GHz LO signal are applied to a novel double-balanced high-frequency mixer, incorporating PMOS transconductance stages to enhance conversion gain, producing an up-converted RF signal at 28 GHz.The proposed 28 GHz I/Q up-conversion system demonstrates high linearity, low power consumption, and compact area, achieving a conversion gain exceeding 28 dB, LO leakage suppression of −57 dB, and a system figure-of-merit of -3.2 dB in 65 nm CMOS technology.
كليدواژه هاي فارسي
موج ميلي¬متري , نسل پنجم , فرستنده¬هاي بي¬سيم , مبدل ديجيتال به آنالوگ , مخلوط¬كننده بالابرنده فركانس , ، نوسانگر ولتاژ
كليدواژه هاي لاتين
Millimeter-wave , 5G , Wireless Transmitter , Digital-to-Analog Converter , Up-Conversion Mixer , Voltage-Controlled Oscillator
Author
razieh ghasemi sardareh
SuperVisor
mohammad azim karami