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解析TD-LTE 发射机系统设计

2013-11-12 15:12
小鱼时代
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  摘要

  随着数据业务需求的加速,4G 技术将取代 3G 成为未来几年的主流无线通信技术,而其中具有中国自主知识产权的 TD-LTE 将成为其中的重要部分,本文将介绍目前常用的发射机架构,以及对TD-LTE 发射机的系统指标进行分析,并且结合 TI 的芯片方案,全面介绍支持 TD-LTE 的系统解决方案。

  术语:DPD(数字预失真)

  概述

  具有中国自主知识产权的TD-LTE由于其频谱利用率高(下行:5bit/S/Hz;上行:2.5bit/S/Hz);高速率(下行:100Mbps;上行:50Mbps);低延时(100ms控制面,10ms用户面),以及灵活的频谱使用(可变带宽,1.4MHz;3MHz;5MHz,10MHz,15MHz,20MHz)正越来越受到各个运营商的青睐,到2011年2月,由中国移动主导联合7家运营商发起成立TD-LTE全球发展倡议(GTI),已发展至48家运营商成员,27家厂商合作伙伴;目前已经有38个运营商计划部署或正在进行试验。

  本文将对TD-LTE的不同架构的发射机系统(包括发射和反馈)的挑战进行分析,最终根据TD-LTE的空口指标要求进行系统指标分解,提供了TD-LTE发射机设计的思路及依据,同时结合TI的方案分析了发射机链路关键器件的指标要求。

  1、TD-LTE 发射机架构概要

  为了更加深入理解基站发射机系统的系统指标,本节将首先介绍目前在基站系统中常用的几种架构及各自的优缺点,从而根据不同的要求选择不同的发射机架构。

  总的来说,对 TD-LTE 而言,目前最大的挑战是带宽, 中国目前有 190MHz(2500-2690)连续带宽分配给TD-LTE,同时还有很多多频段的要求(比如 F+A;1880-1920MHz,2010-2015MHz)频段,等都对发射机,尤其是反馈通道的要求非常高;严格的带外杂散要求,尤其是 F 频段,对发射机系统而言也是非常大的一个挑战,另外,高 EVM,低噪底的需求同样对系统设计是一个挑战。

  1.1 零中频发射,零中频反馈

  图 1 为零中频发射及零中频反馈的架构图,其中调制器(modulator)的输入频点为零,解调制(demodulator)的输出频点为零,就称为零中频发射和反馈。

解析TD-LTE 发射机系统设计

  该架构在技术上具有非常大的优势:

  1) 发射和反馈可以采用同一个本振信号,节约简化了系统设计和成本;

  2) 降低了 ADC 及 DAC 的采样率要求,尤其是对于宽带的 TD-LTE 系统,由于 ADC 有出口管制,采用该种架构后,相对于实中频架构,对 ADC 的采样率要求降低了一半;

  3) 由于调制器和解调制的输入/输出频点为零,所以系统没有和中频有关的各种杂散信号,大大减少各种滤波器的需求;

  4) 对 ADC 和 DAC 而言,其输入/输出频点低,本身的性能也大大提高,从而有利于系统设计;

  5) 采用零中频后,可以保证 DPD 信号带内平坦度高,从而利于 DPD 的处理。

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