探讨6GHz以下多频段基站的首选架构.doc

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1、探讨6GHz以下多频段基站的首选架构　　为了支持不断增长的无线数据需求，现代基站无线电设计支持多个E-UTRA频段以及载波聚合技术。这些多频段无线电采用新一代GSPSRFADC和DAC，可实现频率捷变、直接RF信号合成和采样技术。　　为了应对RF无线频谱的稀疏特性，利用先进DSP来高效实现数据比特与RF的来回转换。本文描述了一个针对多频段应用的直接RF发射机例子，并考虑了DSP配置以及功耗与带宽的权衡。　　10年、10倍频段、100倍数据速率　　智能电话革命开始于10年前，其标志事件是苹果公司于2007年发布初代iPhone。10年后，历经两代无线标准，很多事情都发

2、生了变化。也许不像作为消费电子的智能电话（称为用户设备(UE)）那样吸引眼球并常常占据新闻头条，但无线电接入网络(RAN)的基础设施基站(eNodeB)也历经嬗变，才成就了我们如今互连世界的数据洪流。蜂窝频段增加了10倍，而数据转换器采样速率增加了100倍。这使我们处于什么样的状况？　　多频段无线电和频谱的有效利用　　从2GGSM到4GLTE，蜂窝频段的数量从4个增加到40个以上，暴增了10倍。随着LTE网络的出现，基站供应商发现无线电变化形式倍增。LTE-A提高了多频段无线电的要求，在混频中增加了载波聚合，同一频段或更可能是多频段的非连续频谱可以在基带调制解调器中

3、聚合为单一数据流。但是，RF频谱很稀疏。　　图1显示了几个载波聚合频段组合，突出说明了频谱稀疏问题。绿色是带间间隔，红色是目标频段。信息理论要求系统不应浪费功率去转换不需要的频谱。多频段无线电需要有效的手段来转换模拟和数字域之间的稀疏频谱。　　　　图1.非连续频谱的载波聚合突出说明了频谱稀疏问题。红色表示许可频段。绿色表示是带间间隔　　基站发射机演变为直接RF　　为帮助应对4GLTE网络数据消费的增加，广域基站的无线电架构已经发生了变化。带混频器和单通道数据转换器的超外差窄带IF采样无线电已被复中频(CIF)和零中频(ZIF)等带宽加倍的I/Q架构所取代。ZIF和C

4、IF收发器需要模拟I/Q调制器/解调器，其采用双通道和四通道数据转换器。然而，此类带宽更宽的CIF/ZIF收发器也会遭受LO泄漏和正交误差镜像的影响，必须予以校正。　　　　图2.无线射频架构不断演变以适应日益增长的带宽需求，进而通过SDR技术变得更具频率捷变性。　　幸运的是，过去10年中，数据转换器采样速率也增加了30倍到100倍，从2007年的100MSPS提高到2017年的10GSPS以上。采样速率的提高带来了超宽带宽的GSPSRF转换器，使得频率捷变软件定义无线电最终成为现实。　　6GHz以下BTS架构的终极形态或许一直就是直接RF采样和合成。直接RF架构不再

5、需要模拟频率转换器件，例如混频器、I/Q调制器和I/Q解调器，这些器件本身就是许多干扰杂散信号的