新型收发器推动微微蜂窝基站的发展

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  这些高集成度收发器支持工作频率为2.3GHz~2.7GHz和3.3GHz~3.8GHz的3G和4G微蜂窝和微微蜂窝系统,包括wiMAx和LTE系统。
  
  苹果公司iPhone等智能电话的出现拉动了对更多以数据为中心的宽带技术,以及对战略定位的微蜂窝和微微蜂窝基站的需求。ADl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2.3GHz~2.7GHz和3.3GHz~3.8GHz,
  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6~8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%。
  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的前几代集成收发器中,例如AD9354和AD9355,其外部功率放大器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~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。
  AD9357收发器的工作频率范围为3.3GHz~3.8GHz,在载波提供70MHz偏移时能够实现大约-1.44dBc/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。
  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4Rx x 4Tx,甚至8Rx x 8Tx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(DATA I/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L0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收发器采用内部LO源时,可以在各自的频率范围内实现39dB的误差矢量幅度(EVM)性能,达到同类产品最佳。若采用低相位噪声外部LO,则可以实现45 dB的EVM性能。
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