用千兆放大器跨越新的多波段接收機(jī)前沿

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）很久以來(lái)一直是通信接收機(jī)設(shè)計(jì)的基本器件。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，消費(fèi)者要求更快的數(shù)據(jù)速率和更低的服務(wù)價(jià)格。提供這項(xiàng)技術(shù)的回程服務(wù)供應(yīng)商面臨著兩難的處境。更高的數(shù)據(jù)速率意味著更多帶寬，這也就表示更快的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，將模擬無(wú)線電波轉(zhuǎn)換為數(shù)字處理。然而，更快的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（GSPS，或稱每秒千兆采樣轉(zhuǎn)換器）——廣為人知的有RF采樣ADC——同樣產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，而這些DSP芯片必須以高得多的速度進(jìn)行處理。這無(wú)疑增加了無(wú)線電接收機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本。
　　解決方案是對(duì)組成RF采樣ADC的硅芯片進(jìn)行更優(yōu)化設(shè)計(jì)。得益于硅芯片工藝的進(jìn)步（感謝摩爾定律），定制型數(shù)字處理模塊中的RF采樣ADC在功耗和尺寸方面的效率相比現(xiàn)有FPGA要更高。使用這些數(shù)字信號(hào)處理模塊還能獲得更低的數(shù)據(jù)速率，從而可以使用成本更低的FPGA。這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)是雙贏的局面，因?yàn)樗麄兛梢允褂眠@些GSPS ADC以高頻率進(jìn)行采樣、使用內(nèi)部數(shù)字下變頻器（DDC）以所需速度處理數(shù)據(jù)，并以能實(shí)現(xiàn)的（低）數(shù)據(jù)速率將其發(fā)送至更為廉價(jià)的FPGA（或者現(xiàn)有的ASIC產(chǎn)品）進(jìn)行進(jìn)一步的基帶處理。
　　使用帶有DDC的RF采樣ADC的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，這樣可以通過(guò)更靈活、更緊湊、性價(jià)比更高的方式實(shí)現(xiàn)雙頻段無(wú)線電系統(tǒng)。雙頻段無(wú)線電系統(tǒng)的應(yīng)用已有多年歷史?；鞠到y(tǒng)設(shè)計(jì)人員以前通過(guò)使用兩個(gè)獨(dú)立的無(wú)線電路徑（每頻段一個(gè)）來(lái)實(shí)現(xiàn)雙頻段無(wú)線電系統(tǒng)。本文討論一種利用多頻段無(wú)線電接收機(jī)——使用RF采樣ADC，比如AD9680——對(duì)兩個(gè)獨(dú)立而使用廣泛的頻段進(jìn)行數(shù)字化和處理。本文第一部分解釋了功能框圖級(jí)別的實(shí)現(xiàn)，并討論了雙頻段無(wú)線電系統(tǒng)中使用GSPS ADC的優(yōu)勢(shì)。本文第二部分將討論TDD LTE頻段34和39（亦分別稱為頻段A和頻段F）的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)分析，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)揭示顯示器性能。
　　傳統(tǒng)雙頻段無(wú)線電接收機(jī)
　　為了迎合客戶對(duì)于雙頻段無(wú)線電的需求，同時(shí)滿足總系統(tǒng)級(jí)性能要求，基站設(shè)計(jì)人員拿出了他們的看家本領(lǐng)：復(fù)制兩次無(wú)線電設(shè)計(jì)，然后每頻段調(diào)諧一個(gè)設(shè)計(jì)。這意味著針對(duì)客戶的選擇，設(shè)計(jì)人員必須將兩個(gè)獨(dú)立的無(wú)線電硬件設(shè)計(jì)調(diào)諧至兩個(gè)頻段。
　　例如，如果需要構(gòu)建能支持TDD LTE頻段34（頻段A：2010 MHz至2025 MHz）以及頻段39（頻段F：1880 MHz至1920 MHz）1的無(wú)線電接收機(jī)，則設(shè)計(jì)人員就會(huì)打包兩個(gè)無(wú)線電接收機(jī)設(shè)計(jì)。TDD LTE頻段的頻率規(guī)劃如圖1所示。
　　
　　圖1.TDD LTE頻段34和39的頻率規(guī)劃。