移動電視射頻設計面臨的挑戰(zhàn)

移動性

終端的移動特性會引起快速變化的信道以及接收信號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準調(diào)制和保護方法以及信號處理算法的性能。DVB-H對這些信號損傷有很強的免疫力，可通過大量不同的配置調(diào)整性能來滿足實際要求。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小。

系統(tǒng)實現(xiàn)考慮

移動環(huán)境中移動電視信號的恢復經(jīng)常會遇到包括具體系統(tǒng)集成在內(nèi)的各種信號損傷問題。

考慮到UHF接收器的高帶寬以及移動終端天線長度有限，天線設計極具挑戰(zhàn)性。如果天線設計為寬帶天線，那么實現(xiàn)的增益自然就較低，從而嚴重影響鏈路預算。雖然低噪聲接收器設計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GSM發(fā)射信號時會降低有用信號質(zhì)量，因為蜂窩天線與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設計挑戰(zhàn)。移動電視接收器需要覆蓋的寬頻譜將導致大量潛在的無用信號，這些信號需要利用接收器的動態(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)路來保護混頻器及后級電路免于遠端干擾設備造成的飽和。前兩種要求最終決定了模擬接收機部分的功耗。因此像美國1.6GHz DVB-H這樣的單頻應用對線性要求就比較低，可以在功耗和噪聲性能方面做進一步的優(yōu)化。典型的接收機設計需要滿足所有的線性和噪聲指標，即使實際應用中接收機并不會處于這些最差的環(huán)境中。如果有用信號足夠高，或不存在交調(diào)情況，那么接收機的功耗可以降低很多。此時，如果模擬部分設計合理，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移動電視信道的影響。

GSM中的發(fā)射機(如GSM900 TX)除了形成帶內(nèi)模擬和數(shù)字電視干擾外，還存在一個嚴重的帶外干擾。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，具體取決于實現(xiàn)方法。GSM TX從兩個方面影響移動電視接收機，如圖1和圖2所示。首先，它實際上是發(fā)射電平在+33dBm的干擾設備。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@個原因，需要在天線后直接放置一個GSM抑制濾波器來極大地減弱GSM TX的電平。即使有50dB的抑制，接收機的輸入功率仍有-27dBm。加上GSM TX和有用信號之間的帶內(nèi)干擾，這時還是會引起嚴重的交調(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，專門增加了針對GSM900 TX信號的額外衰耗。

圖3：英飛凌公司的TUA9000外觀圖。

GSM TX影響移動電視接收機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，那么當天線隔離度為10dB時，在射頻參考點測得的落入8MHz信道中的噪聲約為-76dBm。這一噪聲無法被移動電視接收機濾除，必須在GSM900 TX后插入一個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。這無疑會吃掉本已緊張的PA功率預算，從而導致PAE的降低。

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

只要認真地進行系統(tǒng)和應用設計，移動電視標準DVB-H就可以實現(xiàn)功率、面積和成本最有效的終端集成，進而為移動設備提供更多先進性能。