| 進(jìn)行對(duì)稱和非對(duì)稱業(yè)務(wù)處理的基站發(fā)射機(jī)要求有較高的帶寬效率。時(shí)分同步碼分多址(TD-SCDMA)技術(shù)通過引入時(shí)分復(fù)用(TDD)技術(shù)可以支持這類業(yè)務(wù)的應(yīng)用,借助于傳輸方向的周期性改變,實(shí)現(xiàn)上下行鏈路在同一無線載波上的交替?zhèn)魉�。其�?yōu)勢(shì)在于,上下行鏈路方向之間的轉(zhuǎn)換點(diǎn),對(duì)于對(duì)稱業(yè)務(wù)可設(shè)置成對(duì)稱關(guān)系,對(duì)于非對(duì)稱業(yè)務(wù)可設(shè)置成一定范圍的非對(duì)稱值。由此,TDD的使用便可同時(shí)改進(jìn)兩種業(yè)務(wù)類型的頻譜利用率和通信能力。
TD-SCDMA是頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)三種技術(shù)的綜合利用。它與具有密集頻譜重用支持功能的智能天線的結(jié)合使用,可實(shí)現(xiàn)對(duì)無線頻譜的高效利用。
基于TD-SCDMA的系統(tǒng)可滿足第三代移動(dòng)通信(3G)在新興的密集式應(yīng)用、分組型傳輸以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面對(duì)高數(shù)據(jù)率的要求,使運(yùn)營(yíng)商在由2G向3G低風(fēng)險(xiǎn)平滑過渡過程中受益。兼具2G系統(tǒng)的低成本和3G系統(tǒng)得到初步應(yīng)用的需求,激勵(lì)著基站設(shè)備制造商采用新的可重構(gòu)硬件平臺(tái)。許多BTS制造商都認(rèn)為多載波收發(fā)機(jī)是可支持無線空中接口標(biāo)準(zhǔn)的單一底層基礎(chǔ)設(shè)計(jì)解決方法。
傳統(tǒng)的基站架構(gòu)要求對(duì)所處理的每個(gè)RF載波(數(shù)字和模擬系統(tǒng)各為4到80個(gè)信道)都有一個(gè)完整的收發(fā)機(jī)。這類無線信號(hào)必須進(jìn)行多路分集。多載波收發(fā)機(jī)的妙處在于通過天線完成每個(gè)RF載波的數(shù)字域處理,消除無線冗余,從而得到單一的高性能無線頻率。
基于TD-SCDMA無線傳輸技術(shù)的無線接入網(wǎng)(RAN)可以與GSM的核心系統(tǒng)進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)3G業(yè)務(wù)及功能在現(xiàn)行GSM網(wǎng)絡(luò)上的無縫集成。這將使GSM運(yùn)營(yíng)商以成本效益的方式向3G升級(jí),因?yàn)镚SM核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的完全集成和重用成本對(duì)3G的經(jīng)濟(jì)性起著關(guān)鍵作用。
圖1所示是一個(gè)幀的物理結(jié)構(gòu)。這個(gè)5ms幀由7個(gè)用箭頭表示上下行鏈路方向的時(shí)隙組成。TS0總是下行鏈路,TS1總是上行鏈路。與通常的表示法相反,可以看到時(shí)隙的凈長(zhǎng)度不含鄰近的保護(hù)時(shí)間。上行與下行鏈路間的轉(zhuǎn)換點(diǎn)可以設(shè)置在TS1與TS2以及TS6與TS0之間,保護(hù)時(shí)間僅為12.5微秒。TS0之后是用于實(shí)現(xiàn)UE同步的下行鏈路導(dǎo)頻信號(hào)DwPTS。用來進(jìn)行隨機(jī)存取和同步化的100微秒U(xiǎn)pPTS由UE發(fā)送,并需落到所設(shè)定的125微秒窗口內(nèi)。但它有可能在上升沿的間隙提前到達(dá),這樣就要求BTS控制器(BTSC)盡早進(jìn)入接收狀態(tài)。這種間隙偶爾也用于校準(zhǔn)用途。
圖1 用箭頭表示上下行鏈路方向由7個(gè)時(shí)隙組成
TD-SCDMA無線接口與3GPP集成,可作為UTRA-TDD、UTRA-TDD LCR的低芯片速率選擇方案。UTRA-TDD HCR使用高芯片速率模式(芯片速率3.84Mchips/s,帶寬5MHz)。符號(hào)時(shí)間Ts=Q/Tc,Tc=1/芯片速率=0.78125s,符號(hào)時(shí)間Ts取決于擴(kuò)展系數(shù)Q。調(diào)制方式采用QPSK。對(duì)Tx的每一芯片進(jìn)行脈沖波形濾波。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和多載波功率放大器(MCPA)必須保護(hù)幾個(gè)以數(shù)字方式產(chǎn)生的載波頻譜不對(duì)相鄰信道造成訛誤或寄生信號(hào)�；綯x在各個(gè)載波上進(jìn)行載波間互調(diào)(IM)的結(jié)果,產(chǎn)生的頻譜再生必須最小。DAC用來產(chǎn)生更高的頻率,使上變頻級(jí)數(shù)由2個(gè)減為1個(gè)。不利的方面是轉(zhuǎn)換器性能在較高的頻率下會(huì)變差。多載波傳輸與單載波無線方案不同,后者借助模擬濾波器去除可造成相鄰信道訛誤的無用信號(hào)。而多載波架構(gòu)在整個(gè)傳輸帶寬范圍內(nèi)限制失真。
當(dāng)RF PA承載不具有固定包絡(luò)、一組載波或數(shù)個(gè)CDMA組合信號(hào)的信號(hào)時(shí),PA便產(chǎn)生IM失真(IMD)。由于IM功率作為干擾流入相鄰信道,因此,高級(jí)的寬帶PA線性化策略已成為多載波收發(fā)器的關(guān)鍵技術(shù)。
按照3GPP標(biāo)準(zhǔn)要求,TD-SCDMA TX的設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA BTS與GSM及DCS-1800BTS的共存。為降低對(duì)MCPA的線性度要求,DAC的相鄰信道泄漏比(ACLR)規(guī)范應(yīng)不超過表1的規(guī)定值。
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nbsp; TD-SCDMA信號(hào)的峰值與均值功率比(PAPR)取決于編碼和載波數(shù)。所有的編碼和載波作同相相加時(shí),RAPR的值最大。
AD6623是一種四信道104M樣值/s傳輸信號(hào)處理器(TSP),適合多模無線基站Tx架構(gòu)。它用于基站Tx的DSP與高速DAC之間。16位DAC的動(dòng)態(tài)范圍允許多個(gè)AD6623組合信道在具有高PAPR值的數(shù)兆赫帶寬上傳輸,平均輸出信號(hào)電平為全量程范圍的一定比例。此外,可編程系數(shù)有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器級(jí)允許將反成像(anti imaging)和靜態(tài)均衡功能結(jié)合到一個(gè)單一的具有成本效益的濾波器中。可編程功率上升/下降單元對(duì)基于TD-SCDMA所規(guī)定的時(shí)隙上的功率延升提供支持。
每個(gè)級(jí)聯(lián)集成梳狀(CIC)濾波器級(jí)的內(nèi)插因子范圍和二級(jí)CIC濾波器中的重復(fù)取樣器,使AD6623能有效地以高速樣束生成窄帶和寬帶載波。高分辯率數(shù)控振蕩器(NCO)支持頻率規(guī)劃的靈活運(yùn)用。該高速NCO能夠?qū)⒄坏牟蓸有盘?hào)調(diào)整到中頻(IF)信道,或者NCO直接在IF信道進(jìn)行頻率調(diào)制。
AD9777是用于基帶或IF波形重建的16位高性能可編程2x/4x/8x內(nèi)插Tx數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(TxDAC),要求動(dòng)態(tài)范圍要高。AD9777特有的串行接口(SPI)具有高度可編程性,可支持以下增強(qiáng)型系統(tǒng)級(jí)選件,包括：
* 2x/4x/8x內(nèi)插濾波器可選;
* 帶鏡像抑制的Fs/2、Fs/4或Fs/8(Fs:AD9777的采樣頻率)數(shù)字式正交調(diào)制方式;
* 直接IF模式,可編程信道增益與偏移控制。
AD8346是用于0.8-2.5GHz的半導(dǎo)體射頻集成電路同相/正交(I/Q)調(diào)制器。其相位精度和幅度平衡性能允許對(duì)RF進(jìn)行高性能直接調(diào)制。
這種Tx子系統(tǒng)可采用模擬器件公司(ADI)的ADSP TS001M Tiger-SHARC DSP進(jìn)行補(bǔ)償。該DSP適于200MHz下每秒20億次16位乘法/累加運(yùn)算的通信應(yīng)用。
TD-SCDMA芯片速率低于400MHz以下的最高整數(shù)過采樣率為399.36MHz(1.28×39×8.0Mchips/s)。AD6623濾波器對(duì)輸出信號(hào)帶寬進(jìn)行約束,使之保持低于TD-SCDMA所規(guī)定的傳輸掩膜要求�；鶐盘�(hào)的芯片速率為1.28Mchips/s。運(yùn)行于fclk=99.84MHz下的數(shù)字上變頻器進(jìn)行升余弦濾波、內(nèi)插和頻移處理。多達(dá)3個(gè)TD-SCDMA載波可放置在20MHz的頻寬內(nèi)。串行數(shù)據(jù)源由AD6623處理信道以fsclk=fclk/2=40.96Mb/s (或1.28×32.00=40.96Mb/s)的速率驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。這基本上是AD6623的理想結(jié)構(gòu)。主控時(shí)鐘以99.84MHz運(yùn)行,使可編程FIR濾波器對(duì)39個(gè)抽頭進(jìn)行計(jì)算。
可編程系數(shù)FIR濾波器在通帶內(nèi)以因數(shù)3內(nèi)插輸入信號(hào)并對(duì)CIC濾波器的滾降特性進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償。RAM系數(shù)(RCF)輸出速率為每處理信道3.84M樣值/s。第二濾波器級(jí)--5階CIC(CIC5)濾波器的內(nèi)插為L(zhǎng)cic5=13。CIC5的輸出速率為49.92M樣值/s。第三濾波器級(jí)-2階重采樣CIC無任何內(nèi)插(LrCIC2=1)。CIC2的輸出速率為49.92M樣值/s(綜合樣率)。CIC和NCO以49.92MHz的綜合速率運(yùn)行實(shí)現(xiàn)功率節(jié)省。內(nèi)插的TD-SCDMA信號(hào)經(jīng)NCO產(chǎn)生的正弦/余弦序列上變頻到IF=-6.24MHz。載波經(jīng)AD6623變換到-16.24MHz到3.76MHz的頻帶范圍內(nèi)。圖2示出AD6623的復(fù)合變換功能,通帶紋波0.116dB,阻帶頻率0.87MHz。
圖2 AD6623對(duì)濾波后TD-SCDMA載波的頻率響應(yīng)
所有濾波器的預(yù)期誤差矢量幅度(EVM)必須小于2%。EVM通過觀察與升余弦(RRC)接收
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66821730(技術(shù)支持)
