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小型多载波基站无线电中的集成前端

作者:时间:2009-03-18来源:网络收藏

无线设计人员在巨大的成本压力下面对未来的走向问题。为了快速上市和节省成本,需要一个具有状因数的多公共平台。对于设计,选择半导体器件是关键。高性能使设计人员能获得降低元件又能满足多严格要求的解决方案。本文用几种设计方法分析一个高实例,可以用来改善最佳化性能。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/158182.htm

  降低成本和节省空间的公共无线电平台

  当会演变的3G标准和新出现的无线标准(如WiMAX)之间的会聚,需要采用一个公共无线电平台跨接不同的空中接口标准。对于设备供应商,这种像商品式的方法,允许研发投资的大量再利用,并能灵活快速地适用性能指标或空中接口的变化。对于运营商在开办新业务时,公共平台无线电接入网络降低了重新配置的费用。此外,在大城市内台站征收的费用不断增加,促使了的开发。

  建造一个公共无线电平台的一种经济方法是采用单信号链路,在400MHz~4GHz范围内,处理大于10MHz的任何信号带宽。这样宽大的频率范围覆盖全球,使用商业无线通信所许可的频段。对于10MHz以上的带宽,无线电可以处理WCDMA,TD-SCDMA或CDMA2000,而不用另外的元件。

  与单载波设计相比,降低元件数能大大地节省板尺寸,并使设计成为可能。

  图1示出带接收分集的一个高宽带无线电实例。TI公司的、DAC5687、T3703和T3761都集成有多频带元件,它们可用在这种无线电中。

20MHz信号带宽的高集成公共基站无线电

图1 20MHz信号带宽的高集成公共基站无线电

  采用复IF正交的好处

  在发送器(TX)端采用复中频(IF)正交方法。在功率放大器(PA)输出加一个反馈回路、这是为了处理数字前失真(DPD)来线性化PA,以改善PA效率。在接收器(RX)端,用高IF取样。T3761是带集成压控振荡器(VCO)的频率合成器,为上混频和下混频产生本机振荡(LO)频率。当需要新的空中接口转移或频率配置变化时,唯一硬件的修改是LO频率和带通滤波器。数据变换器,数字上变频器(DUC)、数字下变频器(DDC)和基带处理的重新配置,通过软件可以很容易地重新编程。

  DAC5687是一款双通道、16位500MSPS数/模变换器(DAC),它具有几个集成数字信号处理单元。通常由波峰因数缩减(CFR)处理器(如GC1115)或数字前失真处理器产生DAC输入。用一个复中频输入,用DAC5687增加数据率,这是通过数字组混频(NCO)和/或粗混频级内插(2,4或8)在频谱中灵活地放置输出信号而实现的。复DAC5687输出是到模拟正交器(AQM)T3703的输入。采用复IF调制的好处分析示于图2。

  图2示出传统的实数IF调制方法。在实数混频的顶部示出复IF调制所需的附加单元。该实例中的信号很对称,有20MHz带宽的3载波W-CDMA信号。

正交调制与实数调制

图2 正交调制与实数调制

  带实数混频的频谱示于图2右上角。它具有以LO频率为中心对称的上边带和下边带。在此情况下,下边带抑制是没有的或0dBc。用复IF调制,相位信息包含所有到RF调制器的所有通路。这反映在图2右下方所示的带负下边带频率能量的频谱中。在求和之后,理论上TRF3703输出将具有双倍上边带能量和零下边带能量。

  由于I/O失匹,下边带抑制实际达到35dBc(未定标)。因此,在复IF系统中去除LO馈通、边带和其他寄生分量,而无相位、增益和偏移校正是可能的。此外,在复IF调制中,非谐波时钟相关寄生信号脱离感兴趣频带,而DAC二次Nyquist区域图像在实数IF结构中,由fDAC与FDAC-2xfIF比较进行进一步的补偿,这降低了对DAC输出的滤波要求。因此,DAC和调制器之间的简单直接和无源连接是可能实现的。相反,实数IF系统完全依赖更精确的有源RF滤波来实现满足频谱表征码要求的最后滤波RF传输信号。

  在RX端,一个低噪声放大器(LNA为输入信号提供增益。然后,信号通过一个带选滤波器抑制带外阻断器及来自相邻频段的干扰。其后,模拟RF混频器下变频所希望的信号到便于数字化的合适IF。在自动增益控制、另外滤波和放大之后,由集成IF处理信号到基带接收器子系统。

  是一款高集成的接收器,它无缝集成一个高性能双通道14位85MSPS ADC来数字化IF频谱,用8通道DDC调谐和滤波所希望的信号。对于宽带标准(如W-CDMA,CDMA2000,TD-SCDMA)基带收发系统所需的滤波要求,DDC是最佳的,并可以软件重新配置。这种集成的一个明显好处是可避免ADC和DDC之间高速板连接。因此,减少了板面积并保持相当好的信号完整性。DDC输出是很低速的通道滤波数字信号,此信号由基带DSP(如TI公司的TMS325TCI648X)解调。


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