移動(dòng)電視射頻設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)

移動(dòng)性

終端的移動(dòng)特性會(huì)引起快速變化的信道以及接收信號(hào)及其回波的多普勒頻移。在這些條件下的接收器性能很大程度上取決于所采用的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制和保護(hù)方法以及信號(hào)處理算法的性能。DVB-H對這些信號(hào)損傷有很強(qiáng)的免疫力，可通過大量不同的配置調(diào)整性能來滿足實(shí)際要求。由于采用了優(yōu)秀的AGC概念和足夠的C/N余量，模擬調(diào)諧器部分的影響一般都相當(dāng)小。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)考慮

移動(dòng)環(huán)境中移動(dòng)電視信號(hào)的恢復(fù)經(jīng)常會(huì)遇到包括具體系統(tǒng)集成在內(nèi)的各種信號(hào)損傷問題。

考慮到UHF接收器的高帶寬以及移動(dòng)終端天線長度有限，天線設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)性。如果天線設(shè)計(jì)為寬帶天線，那么實(shí)現(xiàn)的增益自然就較低，從而嚴(yán)重影響鏈路預(yù)算。雖然低噪聲接收器設(shè)計(jì)在一定程度上可以減輕這一問題，但天線仍然是系統(tǒng)中最好的“低噪聲放大器”。因此最好是尋找可替代的天線方案。調(diào)諧或諧振天線可以提供更好的性能。然而，像變?nèi)荻O管等非線性調(diào)諧元件在環(huán)境中存在強(qiáng)GSM發(fā)射信號(hào)時(shí)會(huì)降低有用信號(hào)質(zhì)量，因?yàn)榉涓C天線與DVB-H天線之間的隔離度只有10-20dB。

阻隔干擾是各級別上的另外一個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。移動(dòng)電視接收器需要覆蓋的寬頻譜將導(dǎo)致大量潛在的無用信號(hào)，這些信號(hào)需要利用接收器的動(dòng)態(tài)范圍加以解決。這就要求很高的線性度和良好的噪聲性能以及寬帶RF增益控制環(huán)路來保護(hù)混頻器及后級電路免于遠(yuǎn)端干擾設(shè)備造成的飽和。前兩種要求最終決定了模擬接收機(jī)部分的功耗。因此像美國1.6GHz DVB-H這樣的單頻應(yīng)用對線性要求就比較低，可以在功耗和噪聲性能方面做進(jìn)一步的優(yōu)化。典型的接收機(jī)設(shè)計(jì)需要滿足所有的線性和噪聲指標(biāo)，即使實(shí)際應(yīng)用中接收機(jī)并不會(huì)處于這些最差的環(huán)境中。如果有用信號(hào)足夠高，或不存在交調(diào)情況，那么接收機(jī)的功耗可以降低很多。此時(shí)，如果模擬部分設(shè)計(jì)合理，那么針對智能算法可以提供另外一種節(jié)省功耗的途徑。例如英飛凌公司的OmniTuneTM TUA9000就對其主要構(gòu)建模塊提供了專門的功耗控制。TUA9000作為射頻宏單元現(xiàn)已被集成進(jìn)了英飛凌公司最新的OmniVia TUS9000 DVB-H/T解調(diào)器SoC中。

圖2：蜂窩發(fā)送器對UHF移動(dòng)電視信道的影響。

GSM中的發(fā)射機(jī)(如GSM900 TX)除了形成帶內(nèi)模擬和數(shù)字電視干擾外，還存在一個(gè)嚴(yán)重的帶外干擾。如果頻譜用到750MHz，那么到GSM TX的間隔只有約130MHz。而且天線隔離度非常小，大約在10-20dB數(shù)量級，具體取決于實(shí)現(xiàn)方法。GSM TX從兩個(gè)方面影響移動(dòng)電視接收機(jī)，如圖1和圖2所示。首先，它實(shí)際上是發(fā)射電平在+33dBm的干擾設(shè)備。如果假定有10dB左右的天線隔離度，那么輸入端的干擾仍有23dBm左右?；谶@個(gè)原因，需要在天線后直接放置一個(gè)GSM抑制濾波器來極大地減弱GSM TX的電平。即使有50dB的抑制，接收機(jī)的輸入功率仍有-27dBm。加上GSM TX和有用信號(hào)之間的帶內(nèi)干擾，這時(shí)還是會(huì)引起嚴(yán)重的交調(diào)失真。為了減輕這些問題，TUA9000專門為了保證700MHz以下的有用信號(hào)，專門增加了針對GSM900 TX信號(hào)的額外衰耗。

圖3：英飛凌公司的TUA9000外觀圖。

GSM TX影響移動(dòng)電視接收機(jī)的第二種途徑是通過功放(PA)噪聲。如果在DVB-H頻率范圍內(nèi)由功放引起的典型噪聲功率在100kHz帶寬下測得為-85dBm左右，那么當(dāng)天線隔離度為10dB時(shí)，在射頻參考點(diǎn)測得的落入8MHz信道中的噪聲約為-76dBm。這一噪聲無法被移動(dòng)電視接收機(jī)濾除，必須在GSM900 TX后插入一個(gè)高通濾波器才能將此噪聲濾除，見圖1和圖2。在這種情況下需要約30dB的衰耗。這無疑會(huì)吃掉本已緊張的PA功率預(yù)算，從而導(dǎo)致PAE的降低。

DVB-H的寬頻特性也會(huì)增加對其它干擾源的易感性，比如系統(tǒng)中一些時(shí)鐘和處理頻率可能落在DVB-H頻率范圍內(nèi)的應(yīng)用處理器或其它元件。

只要認(rèn)真地進(jìn)行系統(tǒng)和應(yīng)用設(shè)計(jì)，移動(dòng)電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-H就可以實(shí)現(xiàn)功率、面積和成本最有效的終端集成，進(jìn)而為移動(dòng)設(shè)備提供更多先進(jìn)性能。