小型多載波基站無線電中的集成前端(07-100)

　　由于I/O失匹，下邊帶抑制實際達到35dBc(未定標(biāo))。因此，在復(fù)IF系統(tǒng)中去除LO饋通、邊帶和其他寄生分量，而無相位、增益和偏移校正是可能的。此外，在復(fù)IF調(diào)制中，非諧波時鐘相關(guān)寄生信號脫離感興趣頻帶，而DAC二次Nyquist區(qū)域圖像在實數(shù)IF結(jié)構(gòu)中，由fDAC與FDAC-2xfIF比較進行進一步的補償，這降低了對DAC輸出的濾波要求。因此，DAC和調(diào)制器之間的簡單直接和無源連接是可能實現(xiàn)的。相反，實數(shù)IF系統(tǒng)完全依賴更精確的有源RF濾波來實現(xiàn)滿足頻譜表征碼要求的最后濾波RF傳輸信號。

　　在RX端，一個低噪聲放大器(LNA為輸入信號提供增益。然后，信號通過一個帶選濾波器抑制帶外阻斷器及來自相鄰頻段的干擾。其后，模擬RF混頻器下變頻所希望的信號到便于數(shù)字化的合適IF。在自動增益控制、另外濾波和放大之后，由集成IF處理信號到基帶接收器子系統(tǒng)。

　　AFE8406是一款高集成的接收器，它無縫集成一個高性能雙通道14位85MSPS ADC來數(shù)字化IF頻譜，用8通道DDC調(diào)諧和濾波所希望的信號。對于寬帶標(biāo)準(如W-CDMA，CDMA2000，TD-SCDMA)基帶收發(fā)系統(tǒng)所需的濾波要求，DDC是最佳的，并可以軟件重新配置。這種集成的一個明顯好處是可避免ADC和DDC之間高速板連接。因此，減少了板面積并保持相當(dāng)好的信號完整性。DDC輸出是很低速的通道濾波數(shù)字信號，此信號由基帶DSP(如TI公司的TMS325TCI648X)解調(diào)。

　　在RX通道中，通常ADC是最重要的噪聲源。ADC的性能因數(shù)是噪聲比(SNR)和無寄生動態(tài)范圍(SFDR)。SNR可以表示為頻譜中信號與噪聲能量之比。用SNR、輸入電壓和終端阻抗，可以計算噪聲系數(shù)。與接收器的其他RF/IF元件相接合，可以確定接收器的總靈敏度。SFD是信號的均方根(RMS)幅度值與最壞寄生的RMS幅度值之比，這是在信號掃經(jīng)ADC輸入范圍情況下。SFDR決定ADC可以處理的信號范圍。AFE8406具有82dBc SFDR(在70MHz IF和70dBc SFDR(在140MHz IF)以及70dB SNR(在70MHz輸入)和68dB SNR(在140MHz輸入)。這種水平的性能對于為多載波接收器設(shè)計提供足夠的裕度是必要的。

　　高IF ADC只需要一個RF混頻級來下變頻RF輸入信號。這減少了所需RF元件數(shù)。更重要的是在較高的Nyquist區(qū)域用IF性能，有助于在進一步下混頻期間分離信號和它的圖像。這就消除了成本高的高階截止圖像抑制濾波器。以W-CDMA設(shè)計為例，輸入RF信號是在2140MHz。若所用IF僅70MHz，則LO是：

　　2140MHz-70MHz=2070MHz

　　在混頻之后，進入ADC的IF信號是：2140MHz-2070MHz=70MHz

　　而RF輸入信號的圖像是：

　　2070MHz-70MHz=2000MHz

　　RF信號和它的圖像分離是：

　　2140MHz-2000MHz=140MHz或2×70MHz=140MHz

　　假若ADC帶寬可以支持140MHz IF，則分離將是：

　　2×140MHz=280MHz

　　圖像抑制濾波器的滾降比70MHz IF情況慢兩倍。這允許采用低階濾波器，使得方案成本較便宜。

　　每個載波成本

　　從成本觀點看，多載波無線電增加了元件成本，這是由于需要額外成本的IF和混頻信號模擬元件(這些元件提供較寬的帶寬，較低的噪聲、較高的線性度和較高的采樣率)。直接比較單載波設(shè)計與多載波設(shè)計的成本是不現(xiàn)實的，這是由于開發(fā)的復(fù)雜性原因。在鄉(xiāng)村或人口居住較少區(qū)域，采用單載波系統(tǒng)最經(jīng)濟的。然而，多載波系統(tǒng)更適合于中等到密集居住區(qū)，此區(qū)域?qū)π阅苡休^高的要求。隨著多載波數(shù)量的增加，則每個載波的成本也隨之降低。因此，在多載波系統(tǒng)變?yōu)榻?jīng)濟方案之前，運營商必須評估在可靠的方案中喜歡采用多少載波。公共多載波平臺的一個更顯著的成本優(yōu)勢是容易移動。開發(fā)一個新網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)成本可能達到幾百萬美元。但是，假若無線電板保持不變、僅僅數(shù)字上/下變頻和基帶DSP的軟件需要變化，則成本可以顯著降低。

　　結(jié)語

　　無線基站設(shè)施市場受成本驅(qū)動，小型多載波公共無線電平臺的明顯優(yōu)勢成為設(shè)備供應(yīng)商優(yōu)選方案。高集成混合信號模擬前端(如AFE8406，DAC5687，TRF3703，TRF3761)使得這種無線電設(shè)計大大減少了元件數(shù)量。隨著IC設(shè)計和制造技術(shù)的發(fā)展，集成無線電產(chǎn)品將會不斷改進基站設(shè)計，適應(yīng)市場的需要。(彭京湘)