|
作者： Hardik Gandhi, Radio IP Development Manager, Debbie Greenstreet, Strategic Marketing Director, Joe Quintal, Senior Applications Engineer, Texas Instruments 小型蜂窩基站已成為無(wú)線(xiàn)數據泛濫的救世主，能夠幫助大幅提升3G及4G無(wú)線(xiàn)異構網(wǎng)絡(luò )的容量，這已不是什么秘密了。雖然讓這些異構網(wǎng)絡(luò )發(fā)揮功能的行業(yè)標準和算法已經(jīng)基本出爐，但在將小型蜂窩基站解決方案投入實(shí)際應用之前，還需要消除功耗、性能以及成本阻礙�；局圃焐虄A向于重點(diǎn)關(guān)注小型蜂窩基帶片上系統(SoC)的性能特點(diǎn)�；鶐oC軟硬件確實(shí)能對小型蜂窩解決方案性能產(chǎn)生重大影響，但設計的數字無(wú)線(xiàn)電前端部分也同樣可能有明顯影響，這往往被忽視。本白皮書(shū)以小型蜂窩基站的數字前端部分為重點(diǎn)，深入探討在實(shí)現小型蜂窩所需性能與功耗目標時(shí)發(fā)揮重要作用的設計要素。 數字前端技術(shù)概覽 蜂窩基站無(wú)線(xiàn)電的空中接口需要必要的數字、模擬以及RF信號處理組件，來(lái)準備供發(fā)送的調制采樣，或從天線(xiàn)接收信號提取調制數據。 除了為模數轉換器和數模轉換器提供接口(LVDS/LVCMOS或JESD204A/B串行解串器)外，數字前端模塊還可執行各種重要功能，其可大致分為兩類(lèi)： 1. 通道化與再采樣功能——對任何類(lèi)型的基站(微型蜂窩或宏蜂窩)、時(shí)分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)、3G或4G而言，這些都是需要執行的必要信號處理功能 * 載波濾波符合頻譜發(fā)射掩模及頻譜泄漏要求，含根升余弦濾波(RRC)和/或線(xiàn)性通道均衡。 * 調諧與通道聚合/分配 — 為多載波和/或多標準基站的基礎。 * 增益、相位、延遲調節與功率測量功能 2. 功率放大器(PA)線(xiàn)性化與RF減損校正功能——這些是真正意義上的可選項，但往往又因系統效率及成本要求而成為必需。每個(gè)模擬／RF組件在其最佳工作點(diǎn)上(最佳效率、最佳動(dòng)態(tài)范圍、最佳噪聲指標)都存在某些減損(群延遲、非線(xiàn)性失真、增益／相位失衡)，這些減損可通過(guò)數字預／后處理進(jìn)行校正。適用于減損校正的一些主要算法包括： * 振幅因數降低 — 用于限制信號峰值與平均功率之比，降低PA峰值功率與線(xiàn)性要求，進(jìn)而降低系統成本 * 數字預失真 – 用于改善系統線(xiàn)性度，提升PA工作效率，從而可降低系統成本(CAPEX) 與運行開(kāi)銷(xiāo)(OPEX) * I/Q失真與DC失調/LO-泄漏校正 — 是實(shí)現零IF系統架構的要件，可幫助降低系統成本，提高靈活性。 集成在新一代TI KeyStone II SoC中的業(yè)界一流DFE功能 對于優(yōu)化型雙模式、雙頻帶小型蜂窩解決方案(TCI6630K2L)等基于KeySTone II架構的新一代德州儀器(TI) SoC而言，集成型數字前端無(wú)線(xiàn)電技術(shù)模塊是重要的新增元件。以下是一些主要元件的簡(jiǎn)介。 DDUC — 多數字上/下變頻轉換器模塊(如圖1所示的DDUC)可采用單頻帶或多頻帶頻率配置，支持各種信號類(lèi)型(W-CDMA、LTE-5MHz、LTE-10MHz以及LTE-20MHZ等)，能夠高度靈活地將BTS從單模模式3G/4G重新配置為混合模式3G/4G信號，反過(guò)來(lái)也是可以的。另外還支持高度靈活的寬載波分離，可實(shí)現頻帶間及頻帶內載波聚合。由于異構網(wǎng)絡(luò )(Het-Net)策略在未來(lái)幾年將不斷演進(jìn)，所以在載波類(lèi)型、信號帶寬以及頻帶間切換的高靈活性是極為重要的。 CFR — TI CRF模塊中的業(yè)界一流算法包括各種高級特性，如支持分數峰值估算與過(guò)抵消限制功能的多級峰值抵消、根據信號頻譜內容監控對CRF抵消脈沖形狀的自動(dòng)估算、動(dòng)態(tài)閾值調整以及自動(dòng)增益控制環(huán)路等。 
圖1：TI基帶SoC(基于KeyStone II、具有集成型數字無(wú)線(xiàn)電功能)方框圖 DPD — 使用優(yōu)化Volterra模型實(shí)施PA預反轉的高級數據路徑是TI DPD模塊的必要部件。Volterra系數通常使用各種最小平方數算法(共軛梯度Kalman等)反復改編，其可在運行在高性能浮點(diǎn)DSP或ARM內核上的軟件中實(shí)施，能夠提供更多硬件加速選項加快迭代速度。 TXRX — TI TX/RX模塊中實(shí)施的新穎聯(lián)合I/O失真與DC偏移/LO泄漏校正技術(shù)(能夠與集成型模擬/RF收發(fā)器解決方案AFE750x配合)如圖2所示，可通過(guò)在模擬域中引入相位旋轉，實(shí)現發(fā)送端與接收端I/O失衡的分離。由于相位旋轉對發(fā)送端與接收端I/O失衡的效果不同，因此其不但可使用高級數字算法分離失真效果，而且還支持預補償(在發(fā)送器上)或后補償(在接收器上)。將實(shí)時(shí)自適應最小平方數盲算法或實(shí)時(shí)自適應最小平方數校準算法與頻率相關(guān)或頻率無(wú)關(guān)補償相搭配，可實(shí)現最佳信號SNR與發(fā)射掩模合規性。
圖2：TX/RX I/Q失真綜合抵消技術(shù) 除此之外，TI數字無(wú)線(xiàn)電模塊還包括其他功能，如前端及后端自動(dòng)增益控制環(huán)路(AGC) 以幫助最大限度提高數據轉換器效率，降低基帶處理過(guò)程中所需的動(dòng)態(tài)范圍；發(fā)送／接收均衡器以補償模擬/RF濾波器固定偏差與相位失真效應；以及數字保護功能以限制信號偏移，防止損壞PA及相關(guān)電路。這對任何BTS收發(fā)器設計來(lái)說(shuō)都是深受歡迎的附加功能，只需使用低成本集成數字邏輯花銷(xiāo)，就可實(shí)現顯著(zhù)的性能提升及RF/模擬組件的成本降低。 業(yè)界一流的TI分立及集成型數據轉換器、RF、時(shí)鐘器件以及BB SoC現在支持 JESD204B的0子類(lèi)及1子類(lèi)接口，可實(shí)現理想的電路板設計，支持快速系統啟動(dòng)。 最后一點(diǎn)也非常重要，TI經(jīng)過(guò)測試的生產(chǎn)就緒型集成平臺軟件不僅支持基帶處理，也支持DDC/DUC、CFR與DPD庫以及模擬/RF控制等數字無(wú)線(xiàn)電處理，可實(shí)現系統組件的快速集成以及迅速投入生產(chǎn)。 如圖3所示，TI支持集成型數字前端技術(shù)的基帶SoC(TCI6630K2L)與TI集成型無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器解決方案(AFE750x)及其它TI時(shí)鐘、電源、RF器件緊密結合，再加上生產(chǎn)就緒型軟件，可實(shí)現高性能小型蜂窩解決方案，實(shí)現可滿(mǎn)足PoE要求的最佳功耗、低BOM成本、快速上市進(jìn)程以及支持不斷演進(jìn)異構網(wǎng)絡(luò )策略的高靈活性。
圖3：TI小型蜂窩系統解決方案 TI高靈活性小型蜂窩SoC支持業(yè)界一流的集成線(xiàn)性化解決方案，不但可在各種不同級別的小型蜂窩中實(shí)現最理想的系統成本與功耗，而且還可為滿(mǎn)足未來(lái)發(fā)展需求提供一條易于升級的捷徑。 下載原文： 
spry236.pdf
(3.95 MB)
|
