摘要
隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的加速，4G 技術(shù)將取代 3G 成為未來幾年的主流無線通信技術(shù)，而其中具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 TD-LTE 將成為其中的重要部分，本文將介紹目前常用的發(fā)射機(jī)架構(gòu)，以及對(duì)TD-LTE 發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行分析，并且結(jié)合 TI 的芯片方案，全面介紹支持 TD-LTE 的系統(tǒng)解決方案。
概述
具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-LTE由于其頻譜利用率高(下行：5bit/S/Hz;上行：2.5bit/S/Hz);高速率(下行:100Mbps;上行:50Mbps);低延時(shí)(100ms控制面，10ms用戶面)，以及靈活的頻譜使用(可變帶寬，1.4MHz;3MHz;5MHz,10MHz,15MHz,20MHz)正越來越受到各個(gè)運(yùn)營商的青睞，到2011年2月，由中國移動(dòng)主導(dǎo)聯(lián)合7家運(yùn)營商發(fā)起成立TD-LTE全球發(fā)展倡議(GTI)，已發(fā)展至48家運(yùn)營商成員，27家廠商合作伙伴;目前已經(jīng)有38個(gè)運(yùn)營商計(jì)劃部署或正在進(jìn)行試驗(yàn)。
本文將對(duì)TD-LTE的不同架構(gòu)的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)(包括發(fā)射和反饋)的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，最終根據(jù)TD-LTE的空口指標(biāo)要求進(jìn)行系統(tǒng)指標(biāo)分解，提供了TD-LTE發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)的思路及依據(jù),同時(shí)結(jié)合TI的方案分析了發(fā)射機(jī)鏈路關(guān)鍵器件的指標(biāo)要求。
1、TD-LTE 發(fā)射機(jī)架構(gòu)概要
為了更加深入理解基站發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)指標(biāo)，本節(jié)將首先介紹目前在基站系統(tǒng)中常用的幾種架構(gòu)及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，從而根據(jù)不同的要求選擇不同的發(fā)射機(jī)架構(gòu)。
總的來說，對(duì) TD-LTE 而言，目前最大的挑戰(zhàn)是帶寬, 中國目前有 190MHz(2500-2690)連續(xù)帶寬分配給TD-LTE，同時(shí)還有很多多頻段的要求(比如 F+A;1880-1920MHz,2010-2015MHz)頻段,等都對(duì)發(fā)射機(jī)，尤其是反饋通道的要求非常高;嚴(yán)格的帶外雜散要求，尤其是 F 頻段，對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)而言也是非常大的一個(gè)挑戰(zhàn)，另外，高 EVM，低噪底的需求同樣對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。
1.1 零中頻發(fā)射，零中頻反饋
圖 1 為零中頻發(fā)射及零中頻反饋的架構(gòu)圖，其中調(diào)制器(modulator)的輸入頻點(diǎn)為零，解調(diào)制(demodulator)的輸出頻點(diǎn)為零，就稱為零中頻發(fā)射和反饋。
該架構(gòu)在技術(shù)上具有非常大的優(yōu)勢(shì)：
1) 發(fā)射和反饋可以采用同一個(gè)本振信號(hào)，節(jié)約簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和成本;
2) 降低了 ADC 及 DAC 的采樣率要求，尤其是對(duì)于寬帶的 TD-LTE 系統(tǒng)，由于 ADC 有出口管制，采用該種架構(gòu)后，相對(duì)于實(shí)中頻架構(gòu)，對(duì) ADC 的采樣率要求降低了一半;
3) 由于調(diào)制器和解調(diào)制的輸入/輸出頻點(diǎn)為零，所以系統(tǒng)沒有和中頻有關(guān)的各種雜散信號(hào)，大大減少各種濾波器的需求;
4) 對(duì) ADC 和 DAC 而言，其輸入/輸出頻點(diǎn)低，本身的性能也大大提高，從而有利于系統(tǒng)設(shè)計(jì);
5) 采用零中頻后，可以保證 DPD 信號(hào)帶內(nèi)平坦度高，從而利于 DPD 的處理。
目前，越來越多的基站發(fā)射機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)開始采用這種架構(gòu)了，但是該架構(gòu)同樣有其弱點(diǎn)：
1) 由于采用零中頻架構(gòu)，其本振泄露和邊帶信號(hào)都在信號(hào)帶內(nèi)，沒有辦法通過濾波器來對(duì)本振信號(hào)和邊帶進(jìn)行抑制，完全靠算法來進(jìn)行校準(zhǔn)，所以對(duì)算法的要求比較高;
2) DAC 的低次諧波(二次，三次)都會(huì)在帶內(nèi)，同樣沒有辦法通過濾波器來抑制，所以需要DAC 本身有比較好的二次及三次諧波性能，同時(shí)也需要算法對(duì)低次諧波進(jìn)行校準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致算法復(fù)雜化;
3) 由于發(fā)射通道和反饋通道都是采用零中頻架構(gòu)，在做本振泄露和邊帶抑制時(shí)，需要區(qū)分發(fā)射通道的和反饋通道的本振泄露信號(hào)，所以在反饋通道中需要增加移相器來區(qū)別發(fā)射和反饋信號(hào)的本振泄露信號(hào)。
考慮到目前的算法還不能非常好的校準(zhǔn)本振泄露，邊帶信號(hào)，各種低次諧波信號(hào)，對(duì) MCGSM系統(tǒng)，目前還沒有采用該種架構(gòu)。
