TD-SCDMA RD V2.1設(shè)計(jì)滿(mǎn)足Rx屏蔽掩模和靈敏度要求

TD-SCDMA 標(biāo)準(zhǔn)中的接收要求

TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的主要Rx要求如表1所示。需要滿(mǎn)足的最低靈敏度為-108dBm，而阻塞規(guī)格是具有頻率偏移的峽谷形狀。

圖1.TD-SCDMA 參考設(shè)計(jì)功能框圖。

圖2.TD-SCDMA 參考設(shè)計(jì)板。

靈敏度和阻斷規(guī)格分析及測(cè)量結(jié)果

接收器靈敏度是一種系統(tǒng)規(guī)格，受RF通道中的信號(hào)質(zhì)量和DSP調(diào)制解調(diào)器部分的基帶處理的影響很大。在最小輸入信號(hào)電平條件下，RF通道質(zhì)量完全受接收器噪聲貢獻(xiàn)的限制，噪聲貢獻(xiàn)由其噪聲系數(shù)（NF）決定。請(qǐng)注意，在這些信號(hào)條件下，不考慮接收器相位噪聲，因?yàn)樗碾娖竭h(yuǎn)小于熱噪聲的水平。因此，接收器相位噪聲對(duì)輸入SNR的退化影響最小。在 3GPP TR 25.945 標(biāo)準(zhǔn) [3] 中，接收器靈敏度規(guī)定為 -108dBm?；诘湫突鶐幚碓鲆婧徒庹{(diào)后所需的BER，該接收器靈敏度對(duì)應(yīng)于9dB的最大接收器NF。TD-SCDMA參考設(shè)計(jì)接收器路徑的實(shí)測(cè)噪聲系數(shù)（如圖1所示）約為5.7dB。因此，相應(yīng)的測(cè)量靈敏度為-111dBm，比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格增加了3dB裕量。

帶內(nèi)阻塞信號(hào)對(duì)接收機(jī)性能的影響通常表現(xiàn)為三種現(xiàn)象：交叉調(diào)制、二階互調(diào)產(chǎn)物和互易混頻，以下三個(gè)小節(jié)將對(duì)此進(jìn)行討論。

交叉調(diào)制

圖3.交叉調(diào)制產(chǎn)品。

圖3顯示了放大器或混頻器等非線性元件中發(fā)生的交叉調(diào)制現(xiàn)象。圖中，f 處的信號(hào)1是具有一定帶寬的調(diào)制阻塞器，CW信號(hào)在f2表示所需的信號(hào)。在放大器輸出端，三角互調(diào)產(chǎn)物在f2以所需的信號(hào)頻譜為中心。這種交叉調(diào)制產(chǎn)物通常與元件的三階非線性特性有關(guān)，因此也與元件的三階交調(diào)截點(diǎn)有關(guān)。當(dāng)阻塞信號(hào)具有類(lèi)似高斯噪聲的正態(tài)分布時(shí)，可以使用以下公式估算所得交叉調(diào)制產(chǎn)物的功率：

在輸入信號(hào)也被調(diào)制的情況下，輸出乘積的形狀是三角形的卷積和信號(hào)功率頻譜密度函數(shù)。當(dāng)阻塞信號(hào)特性偏離高斯噪聲樣正態(tài)分布時(shí)，交調(diào)產(chǎn)物變小。當(dāng)干擾信號(hào)被視為具有恒定包絡(luò)的調(diào)制阻塞信號(hào)時(shí)，交叉調(diào)制產(chǎn)物為零。

3GPP TDD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在±3.49MHz偏移時(shí)，-4dBm調(diào)制干擾源的靈敏度允許8dB下降。如果我們認(rèn)為靈敏度下降完全由交叉調(diào)制產(chǎn)物引起，那么只要交叉調(diào)制產(chǎn)物的功率相對(duì)于接收器在靈敏度水平下的帶內(nèi)熱噪聲功率較小，就可以達(dá)到該性能水平。假設(shè)接收器的噪聲系數(shù)小于標(biāo)準(zhǔn)要求的9dB，我們可以從公式2中推導(dǎo)出等效接收器的三階交調(diào)截點(diǎn)，由交叉調(diào)制決定。

二階互調(diào)積 （IM2）

圖4.二階交調(diào)積。

調(diào)制阻塞器產(chǎn)生的二階交調(diào)產(chǎn)物由三個(gè)分量組成，如圖2所示：直流偏移、4Hz左右的低頻產(chǎn)物和0f左右的產(chǎn)物1.當(dāng)阻塞信號(hào)的信號(hào)統(tǒng)計(jì)服從類(lèi)似高斯噪聲的正態(tài)分布時(shí)，三個(gè)分量的功率相等，可以使用圖4所示的公式進(jìn)行估算。當(dāng)阻塞信號(hào)的信號(hào)統(tǒng)計(jì)接近恒定包絡(luò)信號(hào)時(shí)，低頻產(chǎn)物的功率電平最小化。當(dāng)干擾信號(hào)是恒定包絡(luò)阻塞信號(hào)時(shí)，輸出端不會(huì)產(chǎn)生低頻IM2產(chǎn)物。在零中頻接收器的I/Q輸出端，這些低頻和DC IM2分量落在所需的下變頻信號(hào)頻段內(nèi)，可能導(dǎo)致接收器性能下降。在MAX2392接收器電路中，直流失調(diào)在片內(nèi)被移除;因此，在查看接收機(jī)干擾預(yù)算時(shí)，只需要考慮低頻IM2產(chǎn)品。

3GPP TDD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在±3.49MHz偏移時(shí)，-4dBm調(diào)制干擾源的靈敏度允許8dB下降。與交叉調(diào)制情況類(lèi)似，如果考慮到靈敏度下降僅由低頻IM2乘積引起，并且接收器的NF小于標(biāo)準(zhǔn)要求的9dB，我們可以估計(jì)所需的接收器二階交調(diào)截點(diǎn)IIP2，接收，如公式3所示。假設(shè)后混頻基帶選擇濾波器中消除了下變頻帶內(nèi)阻塞信號(hào)，則接收器二階交調(diào)截點(diǎn)完全由零中頻下變頻器模塊的交調(diào)截點(diǎn)決定。

注意：“-3”一詞取決于調(diào)制指數(shù)。

MAX2392有四種工作模式。建議使用高增益高線性度 （HGHL） 和高增益中等線性度 （HGML） 模式，以便在存在大阻塞信號(hào)的情況下接收微弱信號(hào)。兩種模式均可產(chǎn)生測(cè)量的 IIP2，接收 >參考設(shè)計(jì)接收器部分為+15dBm，滿(mǎn)足要求，裕量至少為12dB。

相位噪聲和倒易混頻

3GPP TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有明確規(guī)定VCO的相位噪聲;相反，它派生自依賴(lài)于它的其他規(guī)范。如前所述，發(fā)射器EVM是受發(fā)射器VCO+PLL相位噪聲影響的參數(shù)之一，盡管它對(duì)無(wú)線電沒(méi)有嚴(yán)格的相位噪聲要求。接收器靈敏度也取決于LO相位噪聲，但它也不會(huì)對(duì)無(wú)線電提出嚴(yán)格的相位噪聲要求，即使在16QAM調(diào)制的情況下也是如此。傾向于對(duì)LO相位噪聲施加嚴(yán)格規(guī)范的兩個(gè)規(guī)范是阻塞和雙音交調(diào)特性的最低要求。這些強(qiáng)加的規(guī)格表現(xiàn)為一種稱(chēng)為倒易混頻的現(xiàn)象，或?qū)O邊帶噪聲調(diào)制到干擾源上，如圖5所示。

圖5.將LO相位噪聲相互混合到干擾器上。

如阻塞和雙音互調(diào)要求討論中所述，在這些測(cè)試場(chǎng)景中，接收器靈敏度允許降低3dB。我們假設(shè)所有劣化都是由于相位噪聲互易混合造成的，并且接收器噪聲系數(shù)小于標(biāo)準(zhǔn)要求的9dB。然后，我們可以使用以下公式推導(dǎo)出所需的LO相位噪聲：

阻塞和雙音交調(diào)測(cè)試用例中記錄的最大干擾功率為-46dBm音調(diào)，與所需信號(hào)中心頻率偏移±3.2MHz。將該值代入上式，我們得到接收器LO相位噪聲在載波偏移119.3MHz時(shí)小于-2dBc/Hz的要求。MAX2392 VCO的實(shí)測(cè)相位噪聲為-129dBc/Hz，滿(mǎn)足裕量為10dB的要求。

對(duì)于帶外阻塞，LNA之前的SAW濾波器將所有帶外干擾降低到可接受的水平，以避免LNA壓縮。LNA和混頻器之間可能不需要SAW濾波器，因?yàn)榕c混頻器IP2和IP3相比，LNA輸出端的阻塞電平已經(jīng)足夠低。級(jí)間濾波器提供所需的巴倫功能，因此無(wú)需額外費(fèi)用即可提供額外的濾波優(yōu)勢(shì)。例如，在±85MHz偏移時(shí)，指定的阻塞信號(hào)為-15dBm。如果SAW提供30dB衰減，則LNA處的阻塞電平為-46dBm（T/R開(kāi)關(guān)的1dB損耗），這與帶內(nèi)阻塞電平相似，可以通過(guò)上述方法從IM2和IM3的角度進(jìn)行分析。測(cè)量結(jié)果表明，在每個(gè)阻斷器測(cè)試中，3GPP 要求的裕量至少為 3dB。

總結(jié)

Maxim的TD-SCDMA參考設(shè)計(jì)V2.1完全符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)要求，所有關(guān)鍵接收器規(guī)格的裕量至少為3dB。

審核編輯：郭婷