3G通信系統(tǒng)的直接調(diào)制無線電硬件結(jié)構(gòu)(05-100)

　　基站收發(fā)器系統(tǒng)(BTS)的關(guān)鍵性能部件(天線、無線電收發(fā)器,信號處理子系統(tǒng),以及支持、控制硬件和軟件)影響B(tài)TS的成本。BTS配置的一個實例示于圖1。BTS采用主分支模塊和分集分支模塊。在2G系統(tǒng)中,分集接吸器系統(tǒng)是通用的,而3G規(guī)范也定義了發(fā)射器分集的選項。如圖1所示,發(fā)送接收模塊(TRM)包含雙工發(fā)送和接收部分。對于廣域蜂窩站,接收器一般通過雙工器模塊(DM)和塔頂部件(TTA)連接到天線。TTA由低噪聲放大器(LNA)組成,LNA對于補償天線到TRM之間纜線損耗是必須的。TTA可以用旁路開關(guān)(用于低噪聲放大器保護(hù))和前置選擇器濾波器配置。在發(fā)送端,TRM中的驅(qū)動功率放大器(PA)在連通雙工器和天線前饋連高功率放大器(HPA)。

　　本文關(guān)注點是接收器和發(fā)送器模塊(通常每組每個TRM有4個模塊),并討論不損害系統(tǒng)性能和降低成本的方法。本文集中在直接變頻接收器(DCR)和直接變頻發(fā)送器(DCT)結(jié)構(gòu),因為這種結(jié)構(gòu)在不犧牲性能的情況下,具有顯著的成本和尺寸優(yōu)勢。

　　第3代系統(tǒng)可以用EDGE(GSM發(fā)展用增強(qiáng)數(shù)據(jù))、CDMA2000(第3代碼分多址)或WDCMA(寬帶碼分多址)調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)。

　　表1 WCDMA直接變頻發(fā)送器的ACLR1預(yù)算實例

　　3G直接變頻接收器

　　在需要多頻帶靈活工作而大小、功率和成本受限制的應(yīng)用中,正在日益采用DCR。DCR也能滿足這些嚴(yán)格的要求,因為它需要較少的元件(混頻器、濾波器、放大器),使得功率、成本和尺寸都較小。DCR直接變頻RF信號為基帶,不需要各種混頻器,反射抑制濾波器和放大器。圖2示出DCR的一個可適用于3G基站的DCR實例。接收器鏈路的第1個元件是LNA。LNA主要功能是使整個接收器噪聲指數(shù)最小。建議用1個開關(guān)LNA來處理大輸入信號動態(tài)范圍。在接收器鏈路LNA之后,是一個RF帶通濾波器(BPF)。BPF對帶外干擾信號和接收器產(chǎn)生的寄生信號進(jìn)行衰減。用可變增益放大器(VGA)或可變衰減器和放大器組合對濾波的輸入信號進(jìn)行電平控制。然后,信號送到解調(diào)器RF集成電路(RFIC),RFIC把信號解調(diào)為同相[I]和90°相位差(Q)基帶信號。解調(diào)信號線路以差分對形式出現(xiàn),這樣可提供更高的抗噪聲度。來自解調(diào)器的I和Q信號然后到低通濾波器(LPF)并由低頻自動增益(AGC)放大器放大。低頻AGC對于保持I和Q信號電平在A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入范圍內(nèi)是關(guān)鍵性的。接收器(圖2)用少量元件提供一個相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)。但是對于任何DCR必須考慮的主要設(shè)計問題是直流(dc)偏移。

　　圖1 分集接收和發(fā)送通路的基站結(jié)構(gòu)