基于Femto基站的射頻方案

與此同時(shí)，大家可以看到DSL在歐洲已經(jīng)被采納，在美國(guó)已經(jīng)非常成熟了，在包括中國(guó)的亞太地區(qū)也被廣泛的應(yīng)用，新型的DSL調(diào)制解調(diào)器能夠與此服務(wù)配套。

許多美國(guó)和歐洲的手機(jī)用戶家中都有無(wú)繩電話(POTS或IP電話), DSL或cable modem計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)接入, TV, Wi-Fi等。3G手機(jī)運(yùn)營(yíng)商希望推出最有競(jìng)爭(zhēng)力的多媒體服務(wù)與這些服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)。

Maxim的femto基站射頻收發(fā)芯片組

Maxim的femto基站參考設(shè)計(jì)V8.0可以滿足TS25.104對(duì)WCDMA band class 1的要求，該RF芯片組包括兩片帶Σ-Δ位流數(shù)字接口的RF收發(fā)器，可直接與基帶DSP/調(diào)制解調(diào)器互聯(lián)。收發(fā)器使用降低幅度的LVDS接口，濾波器在基帶DSP/調(diào)制解調(diào)器中實(shí)現(xiàn)，射頻部分可通過(guò)軟件配置。

這是一個(gè)射頻收發(fā)器部分的完整參考設(shè)計(jì)，接收芯片內(nèi)集成的LNA支持發(fā)送監(jiān)視模式，圖4是參考設(shè)計(jì)電路板照片。

圖4. Maxim femto基站參考設(shè)計(jì)

可以滿足UTRA Band 1 femto基站標(biāo)準(zhǔn)(3GPP TS25.104)

Femto基站的主要要求如表1所示，對(duì)WCDMA femto基站來(lái)說(shuō)，同時(shí)滿足TS25.104對(duì)發(fā)送和接收動(dòng)態(tài)范圍的要求比滿足TS25.101對(duì)手機(jī)的要求困難的多，差距至少有10dB。但是，由于預(yù)計(jì)的產(chǎn)量很大，所以對(duì)集成度和BOM成本的要求又要做到和手機(jī)類似。因此，理想的系統(tǒng)最好采用低成本高集成度的手機(jī)芯片組設(shè)計(jì)，但在收/發(fā)與手機(jī)相反的頻帶內(nèi)保持高性能(基站應(yīng)用)。

表1. TS25.104主要要求

例如在接收通道，用于測(cè)量ADC的5MHz帶內(nèi)偏移干擾要求做到-38dBm，比對(duì)手機(jī)-52dBm的要求苛刻的多。同樣，用來(lái)測(cè)試通道選擇性的10MHz帶內(nèi)偏移干擾要求做到-30dBm，而手機(jī)僅要求-56dBm。因此，接收器必須具有更高的IIP2和IIP3性能。

對(duì)femto基站發(fā)射機(jī)線性的要求也比對(duì)手機(jī)要求苛刻，對(duì)于WCDMA手機(jī)來(lái)說(shuō)，ACPR金要求-33dBm，但是TS25.104 femto基站要-45dBm。

系統(tǒng)性能測(cè)試和分析

接收靈敏度是一個(gè)重要的系統(tǒng)指標(biāo)，受RF通道的信號(hào)質(zhì)量和基帶調(diào)制解調(diào)器DSP處理能力的影響較大，在最小輸入信號(hào)條件下，RF通道質(zhì)量受接收器噪聲(即NF)的影響。

接收靈敏度可通過(guò)系統(tǒng)NF計(jì)算。在靈敏度計(jì)算中，(基帶解調(diào)器) BER為0.001%的QPSK信號(hào)要求Eb/No為7.5dB，靈敏度可根據(jù)下式計(jì)算：

參考靈敏度 = KTB + NF + (Eb / No) - PG

其中：

BW = 3.84MHz碼率

KTB = -174dBm/Hz + 10 log(3.84MHz) = -108.13dBm

PG = 相對(duì)于擴(kuò)展頻帶的12.2kbps比特率 = 10log(3.84MHz/12.2kbps) = 25dB

如果NF為10.5dB，靈敏度為：

-108.13dBm + 10.5dB + 7.5dB - 25dB = -115.13dBm

ACS和阻塞性能可以用同樣的方法計(jì)算，在指定干涉條件下測(cè)量系統(tǒng)NF。這里的靈敏度差一些是因?yàn)楦缮嬖黾恿嗽肼暋?p>Tx性能用TS25.141 Test Model 1 (TM1)指定的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。TM1信號(hào)模擬真實(shí)通信場(chǎng)景，可能峰均比會(huì)稍高些。

最大功率在3.84MHz的WCDMA帶寬內(nèi)測(cè)試，ACLR在5MHz偏移處測(cè)得。本參考設(shè)計(jì)發(fā)送ACLR的性能取決于外部PA。

Femto基站參考設(shè)計(jì)V8.0 UTRA Band 1性能測(cè)試結(jié)果

表2. V8.0參考設(shè)計(jì)性能

圖5. 輸出功率為+17dBm的TM1 64DPCH信號(hào)ACLR

圖6. 輸出功率為+17dBm的TM1 64DPCH信號(hào)EVM

結(jié)論

Femto基站將為在家中的手機(jī)用戶帶來(lái)更好的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。為在接近手機(jī)成本的前提下滿足基站苛刻的性能要求，femto基站的電路設(shè)計(jì)將會(huì)更困難。而Maxim的femto基站芯片組既能滿足3GPP TS25.104關(guān)鍵指標(biāo)性能的要求，又可滿足對(duì)BOM成本的要求。