3G通信系統的直接調制無線電硬件結構(05-100)

　　基站收發器系統(BTS)的關鍵性能部件(天線、無線電收發器,信號處理子系統,以及支持、控制硬件和軟件)影響BTS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系統中,分集接吸器系統是通用的,而3G規范也定義了發射器分集的選項。如圖1所示,發送接收模塊(TRM)包含雙工發送和接收部分。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(用于低噪聲放大器保護)和前置選擇器濾波器配置。在發送端,TRM中的驅動功率放大器(PA)在連通雙工器和天線前饋連高功率放大器(HPA)。

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

　　第3代系統可以用EDGE(GSM發展用增強數據)、CDMA2000(第3代碼分多址)或WDCMA(寬帶碼分多址)調制標準。

　　表1 WCDMA直接變頻發送器的ACLR1預算實例

　　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用中,正在日益采用DCR。DCR也能滿足這些嚴格的要求,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最小。建議用1個開關LNA來處理大輸入信號動態范圍。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生的寄生信號進行衰減。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行電平控制。然后,信號送到解調器RF集成電路(RFIC),RFIC把信號解調為同相[I]和90°相位差(Q)基帶信號。解調信號線路以差分對形式出現,這樣可提供更高的抗噪聲度。來自解調器的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轉換器(ADC)的輸入范圍內是關鍵性的。接收器(圖2)用少量元件提供一個相當簡單的結構。但是對于任何DCR必須考慮的主要設計問題是直流(dc)偏移。

　　圖1 分集接收和發送通路的基站結構