移动电视射频设计面临的挑战

移动性

终端的移动特性会引起快速变化的信道以及接收信号及其回波的多普勒频移。在这些条件下的接收器性能很大程度上取决于所采用的标准调制和保护方法以及信号处理算法的性能。DVB-H对这些信号损伤有很强的免疫力，可通过大量不同的配置调整性能来满足实际要求。由于采用了优秀的AGC概念和足够的C/N余量，模拟调谐器部分的影响一般都相当小。

系统实现考虑

移动环境中移动电视信号的恢复经常会遇到包括具体系统集成在内的各种信号损伤问题。

考虑到UHF接收器的高带宽以及移动终端天线长度有限，天线设计极具挑战性。如果天线设计为宽带天线，那么实现的增益自然就较低，从而严重影响链路预算。虽然低噪声接收器设计在一定程度上可以减轻这一问题，但天线仍然是系统中最好的“低噪声放大器”。因此最好是寻找可替代的天线方案。调谐或谐振天线可以提供更好的性能。然而，像变容二极管等非线性调谐元件在环境中存在强GSM发射信号时会降低有用信号质量，因为蜂窝天线与DVB-H天线之间的隔离度只有10-20dB。

阻隔干扰是各级别上的另外一个设计挑战。移动电视接收器需要覆盖的宽频谱将导致大量潜在的无用信号，这些信号需要利用接收器的动态范围加以解决。这就要求很高的线性度和良好的噪声性能以及宽带RF增益控制环路来保护混频器及后级电路免于远端干扰设备造成的饱和。前两种要求最终决定了模拟接收机部分的功耗。因此像美国1.6GHz DVB-H这样的单频应用对线性要求就比较低，可以在功耗和噪声性能方面做进一步的优化。典型的接收机设计需要满足所有的线性和噪声指标，即使实际应用中接收机并不会处于这些最差的环境中。如果有用信号足够高，或不存在交调情况，那么接收机的功耗可以降低很多。此时，如果模拟部分设计合理，那么针对智能算法可以提供另外一种节省功耗的途径。例如英飞凌公司的OmniTuneTM TUA9000就对其主要构建模块提供了专门的功耗控制。TUA9000作为射频宏单元现已被集成进了英飞凌公司最新的OmniVia TUS9000 DVB-H/T解调器SoC中。

图2：蜂窝发送器对UHF移动电视信道的影响。

GSM中的发射机(如GSM900 TX)除了形成带内模拟和数字电视干扰外，还存在一个严重的带外干扰。如果频谱用到750MHz，那么到GSM TX的间隔只有约130MHz。而且天线隔离度非常小，大约在10-20dB数量级，具体取决于实现方法。GSM TX从两个方面影响移动电视接收机，如图1和图2所示。首先，它实际上是发射电平在+33dBm的干扰设备。如果假定有10dB左右的天线隔离度，那么输入端的干扰仍有23dBm左右。基于这个原因，需要在天线后直接放置一个GSM抑制滤波器来极大地减弱GSM TX的电平。即使有50dB的抑制，接收机的输入功率仍有-27dBm。加上GSM TX和有用信号之间的带内干扰，这时还是会引起严重的交调失真。为了减轻这些问题，TUA9000专门为了保证700MHz以下的有用信号，专门增加了针对GSM900 TX信号的额外衰耗。

图3：英飞凌公司的TUA9000外观图。

GSM TX影响移动电视接收机的第二种途径是通过功放(PA)噪声。如果在DVB-H频率范围内由功放引起的典型噪声功率在100kHz带宽下测得为-85dBm左右，那么当天线隔离度为10dB时，在射频参考点测得的落入8MHz信道中的噪声约为-76dBm。这一噪声无法被移动电视接收机滤除，必须在GSM900 TX后插入一个高通滤波器才能将此噪声滤除，见图1和图2。在这种情况下需要约30dB的衰耗。这无疑会吃掉本已紧张的PA功率预算，从而导致PAE的降低。

DVB-H的宽频特性也会增加对其它干扰源的易感性，比如系统中一些时钟和处理频率可能落在DVB-H频率范围内的应用处理器或其它元件。

只要认真地进行系统和应用设计，移动电视标准DVB-H就可以实现功率、面积和成本最有效的终端集成，进而为移动设备提供更多先进性能。