WiMAX射頻系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)技巧
出處:davidlee 發(fā)布于:2009-07-28 16:26:07
隨著RF需求不斷增加,無線設(shè)備成本也日益提高。通過采用集成及先進(jìn)技術(shù)增加鏈路容限,WiMAX將能夠以合理成本獲得可靠無線系統(tǒng)。由于無線設(shè)置結(jié)構(gòu)簡單,所以成本較低。憑借這種功能,高昂現(xiàn)場部署成本得以降低,但是,多個(gè)無線設(shè)備鏈成本仍然十分昂貴。隨著射頻集成電路(RF IC)集成設(shè)計(jì)不斷改善,成本也將會隨之大大降低。
本文主要介紹與WiMAX無線設(shè)備有關(guān)RF架構(gòu)折衷與挑戰(zhàn)。這里我們將討論頻分雙工(FDD)及其類似模式、半頻分雙工(HFDD)和時(shí)分雙工(TDD),此外還介紹中頻(IF)、直接變頻或零中頻(ZIF)及各種變體架構(gòu)。基帶(BB)芯片與無線器件之間接口必須經(jīng)過精心設(shè)計(jì),。改善鏈路容限方法均可用于WiMAX。支持子通道化模式OFDMA可以改善效能。
TDD系統(tǒng)將一個(gè)頻帶同時(shí)用于發(fā)射和接收信號,這只需要無線通信系統(tǒng)采用一個(gè)本地振蕩器(LO)。無線通信系統(tǒng)僅要求一個(gè)RF濾波器、發(fā)射器(TX)與接收器(RX)共用該濾波器。合成器與RF濾波器占了無線通信系統(tǒng)主要成本??梢赃x擇在裸片內(nèi)減少一個(gè)合成器,LO占射頻裸片大部分面積。TDD系統(tǒng)由于任何時(shí)刻都只有一個(gè)器件處于工作狀態(tài),因此TDD模式可以阻止TX噪聲自干擾RX。該模式不受RF濾波器規(guī)范限制,并且只需一個(gè)RF濾波器還可節(jié)省成本和空間。TDD架構(gòu)可顯著減少功耗,只需在TX模式下關(guān)閉RX即可實(shí)現(xiàn)。
FDD系統(tǒng)需要采用高性能RF前端。由于不可能出現(xiàn)自我干擾差情況,因此該系統(tǒng)解決了TX噪聲方面配置問題。FDD系統(tǒng)不必切換RX或TX模式,從而簡化了建立時(shí)間規(guī)范,使得無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)更簡單。它無需處理時(shí)間同步問題,因此MAC軟件也更簡單。這種無線通信系統(tǒng)必須在不降低接收模式中誤碼率(BER)情況下傳輸數(shù)據(jù)。為減輕濾波器負(fù)擔(dān),TX頻帶與RX頻帶之間存在一定間隙,但載波需要將其降至。
HFDD架構(gòu)融合了TDD系統(tǒng)優(yōu)勢,同時(shí)還支持頻率雙工方式?;究稍贔DD系統(tǒng)下工作,并保留了容量優(yōu)勢,能顯著降低用戶站中無線設(shè)置成本。成本降低是通過減輕RF TX濾波器負(fù)擔(dān)來實(shí)現(xiàn),這是因?yàn)樵赗F IC縮小裸片區(qū)內(nèi)有一個(gè)合成器。與TDD系統(tǒng)相同,該系統(tǒng)可節(jié)省功率。同樣,也必須謹(jǐn)慎處理配置問題。與TDD不同,自我干擾并不是HFDD系統(tǒng)主要問題,但TX濾波器負(fù)載過少可能導(dǎo)致用戶間相互干擾。由于無線設(shè)備不能同時(shí)發(fā)射和接收,因此用戶站也存在容量損失情況。HFDD結(jié)構(gòu)在授權(quán)頻段和免授權(quán)頻段中均可使用。發(fā)射與接收頻率可以相同(如TDD系統(tǒng)),也可以存在頻段間隙(如FDD系統(tǒng))。這類無線通信系統(tǒng)非常靈活,成本結(jié)構(gòu)接近于TDD無線通信系統(tǒng)。
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