新型RF收发器推动微微蜂窝基站的发展

新型RF收发器推动微微蜂窝基站的发展现代微微蜂窝和微蜂窝无线通信网络需要使用相当多的分立器件，常常超过功耗预算和尺寸限制。典型的微微蜂窝基站RF收发器除功率放大器(PA)外，还包括6到8个有源器件，而微蜂窝基站的器件数量很容易比上述数量多出一倍。但如果使用集成收发器AD9356和AD9357，则只需一个器件就能实现双通道接收、双通道发射收发器功能，同时功耗至少降低50%。ADI公司的集成收发器AD9356和AD9357以紧凑的尺寸提供两个接收和发射通道，同时还能降低WiMAX和长期演进(LTE)蜂窝网络等宽带系统的功耗。收发器AD9356和AD9357的工作频率范围分别为2.3至2.7GHz和3.3至3.8GHz。图1.AD9356和AD9357收发器的高度集成降低3G和4G微蜂窝和微微蜂窝系统的功耗和成本此外，由于可以将同一收发器用在多个基站平台上（微微蜂窝和微蜂窝），因此硬件设计周期将大大缩短。这些新型收发器提供配置能力，允许设计师开发和维护可适应多个平台的软件。这种灵活性与业界领先的RF性能相结合，可以显著加快产品上市时间，并节省50%以上的材料(BOM)。虽然成本、功耗和尺寸是重要因素，但收发器仍然必须满足新型4G系统的技术要求。对于接收机，最大的挑战之一是动态范围。无论用户的物理位置距离基站是远还是近，接收机都必须能够解调用户发送的信号，这一挑战一般称为“远近问题”。集成收发器AD9356和AD9357利用多种不同的技术来解决远近问题。首先，收发器内置12位的模数转换器(ADC)，以便为收发器提供充裕的瞬时动态范围。此外，收发器采用先进的自动增益控制(AGC)算法，这一点也很重要。AD9356和AD9357收发器内部采用灵活的设计，AGC既能以自主模式工作，又能利用收发器实时信号以手动模式实施控制，这就为系统集成商控制系统增益提供了更大的自由度。正是由于AGC与高动态范围ADC的结合，收发器才得以解决远近问题，省去了高性能、高功率分立电路解决方案的成本。除接收机外，也许收发器AD9356和AD9357的最大创新就是改善了发射噪底。在ADI公司的前几代集成收发器中，例如AD9354和AD9355，其外部功率放大器(PA)的功率输出水平分别局限于+33dBm和+27dBm，但仍然满足FCC和ETSI的频谱屏蔽要求。新款AD9356RF收发器的工作频率范围为2.3GHz至2.7GHz，在载波提供8MHz偏移时能够实现-130dBc/Hz的频谱屏蔽水平。该收发器在天线端口支持最高+40dBm/发射机的功率水平。图2.

本图显示了AD9356收发器在载波偏移8MHz处发送SNR与输出功率的关系AD9357收发器的工作频率范围为3.3GHz至3.8GHz，在载波提供70MHz偏移时能够实现大约-144dBc/Hz的频谱屏蔽性能。它能支持最高+33dBm/发射机的外部PA，并且仍然满足ETSI要求。为支持更高的PA功率输出，可以增加一个简单的低成本外部低通滤波器。用集成收发器支持这种较高功率的PA时，系统集成商将能扩展系统的范围，以增大覆盖范围，同时维持较低的部署成本。图3.

本图显示了AD9357收发器在载波偏移70MHz处发送SNR与输出功率的关系除了具备同类最佳的接收机和发射机性能以外，多个AD9356和AD9357收发器还可以级联或同步，支持4Rxx4Tx，甚至8Rxx8Tx的实施方案。这类实施方案可以进一步扩展基站的发射和接收范围，并且支持通过波束成形技术来改善覆盖范围和服务质量。AD9356和AD9357收发器能够轻松同步多个芯片的基带和RF路径。多个芯片的基带部分——包括接收ADC、发射数模转换器(DAC)和数据输入输出(DATAI/O)连接——通过共享锁相环(PLL)的公共参考时钟实现同步，此外还必须从数字基带芯片发送一个公共同步脉冲到这些芯片。同步脉冲发送后，多个芯片的基带部分就会同步。为使多个RF路径实现相位同步，必须测量不同路径的相位。一种方法是使用一个专用接收机来测量各发射信号的相位，然后以数字方式对基带数据施加相移，从而改变相位。AD9356和AD9357收发器提供一个专用监控器路径，可利用它来测量发射路径的相位和输出功率。利用这个片内发射监控器，可以降低用于监控多个发射相位的专用接收路径的相关成本和开销。在MxN多路输入、多路输出(MIMO)通信系统中，集成收发器AD9356和AD9357能够将一个公共外部本振(LO)用于多个芯片。外部LO的工作频率须为AD9356载波频率的2倍，或AD9357载波频率的4/3倍。使用外部LO的好处是能够利用低相位噪声的RF频率合成器和公共LO来提高发射信噪比(SNR)，使得N个发射机的相位噪声具有相关性。目前，AD9356和AD9357收