AFE8092幀同步特性簡(jiǎn)析

TI Transceiver芯片是高集成度，高性能的射頻收發(fā)器芯片。產(chǎn)品族內產(chǎn)品架構種類(lèi)豐富。在產(chǎn)品架構方面，包括了以AFE77xx系列為代表的零中頻架構收發(fā)信機，以AFE80xx, AFE79xx，AFE76xx系列為代表的射頻直采架構收發(fā)信機。在產(chǎn)品通道數方面，支持最低2T2R1F，4T4R2F到8T8R2F的通道數。同時(shí)，也支持大部分射頻控制功能，如AC校正，PAP保護以及AGC控制功能。本篇blog會(huì )簡(jiǎn)單介紹AFE8092的AGC功能中涉及的幀同步特性，指導用戶(hù)針對射頻系統要求進(jìn)行參數指標設計。

AFE8092是TI 基于射頻直采架構的收發(fā)信機，由于其大帶寬，高性能射頻指標，高靈活度的優(yōu)勢廣泛應用在基站射頻板上。其框圖如下所示。其中，每個(gè)發(fā)射鏈路包含最高12Gsps采樣率的DAC，最高支持到800MHz的帶寬，40dB動(dòng)態(tài)范圍0.125dB增益步進(jìn)（0.125dB由數字部分提供）的DSA用于進(jìn)行鏈路增益調整。其數字部分包括信號鏈路上的DDC/DUC，靈活適應用戶(hù)的多頻段應用場(chǎng)景，也包括數字PAP功能方便用戶(hù)進(jìn)行系統魯棒性設計。

每個(gè)接收鏈路包括最大采樣率4Gsps的ADC，最高支持400Mhz的帶寬，31dB步進(jìn)的DSA用于進(jìn)行鏈路增益控制。其數字部分和發(fā)射鏈路類(lèi)似，同時(shí)也集成了AGC(Automatic Gain Control)控制功能。

圖1 AFE8092內部模塊架構框圖

在基站射頻系統應用中，由于UE用戶(hù)接入的隨機性，接收機收到的射頻信號功率具有著(zhù)時(shí)變特性，而基于射頻接收機動(dòng)態(tài)靈敏度考慮，接收機需要根據基站收到的信號功率大小針對信號鏈路的增益進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，因此AFE8092集成了AGC控制功能在系統中實(shí)現閉環(huán)增益控制功能。AFE8092的AGC控制框圖如下所示.AFE8092的AGC控制邏輯為基于器件RX鏈路上的射頻功率檢測器的回讀結果進(jìn)行動(dòng)態(tài)的DSA擋位調節。

圖2 AFE8092 接收鏈路AGC模塊示意圖

可以看到，在傳統的AGC調整行為模式中，AGC控制器收到的信息只有射頻功率檢測器信息，只對外部信號功率負責，不對射頻無(wú)線(xiàn)幀負責。但是在TDD應用場(chǎng)景中，存在著(zhù)無(wú)線(xiàn)幀的概念。如下圖所示， D時(shí)隙內TX打開(kāi)，U時(shí)隙內RX打開(kāi)，S時(shí)隙內TX/RX按照特定比例時(shí)間打開(kāi)?？梢钥吹?，從D切換到S時(shí)，存在著(zhù)RX從關(guān)閉到打開(kāi)的情況，從U切換到D時(shí)，存在著(zhù)RX從打開(kāi)到關(guān)閉的情況。這種控制模式在某些場(chǎng)景下存在著(zhù)兩點(diǎn)問(wèn)題：(1)單個(gè)上行時(shí)隙中間位置，用戶(hù)不想要觸發(fā)AGC; (2)在U時(shí)隙開(kāi)始時(shí)可能存在的大信號是用戶(hù)想要忽略掉，不想要計入AGC事件中去的。因此，TI基于此需求在A(yíng)FE8092中集成了我們所說(shuō)的幀同步功能。

圖3 無(wú)線(xiàn)幀時(shí)隙示意圖

幀同步功能的核心是在單個(gè)上行時(shí)隙內凍結DSA，在下次出現RX打開(kāi)動(dòng)作(RX_EN)時(shí)再進(jìn)行DSA調整。同時(shí)，計數器和調整DSA的動(dòng)作都需要和RX_EN進(jìn)行時(shí)延上的聯(lián)動(dòng)。共有兩種和系統聯(lián)動(dòng)的配置模式：AGC功率統計窗長(cháng)在單個(gè)RX時(shí)隙內和AGC功率統計窗長(cháng)跨RX時(shí)隙。

如圖3所示為AGC功率統計窗長(cháng)（圖中紅色方框為功率統計窗）在單個(gè)RX時(shí)隙內的行為模式示意圖，時(shí)間流動(dòng)方向為從左到右，一次完整的AGC調整周期按照圖中標注的步驟順次執行。下面一一進(jìn)行解釋?zhuān)?/p>

1. RX_EN信號來(lái)臨，RX通道開(kāi)啟

2. RX_EN信號來(lái)臨后，一段時(shí)間(windowOffsetPeriod，用戶(hù)可配參數)內AGC的功率統計計數器和DSA不做任何動(dòng)作。

3. 經(jīng)歷過(guò)windowOffsetPeriod后，會(huì )有兩個(gè)動(dòng)作：

●   如果上一周期內的AGC觸發(fā)了控制動(dòng)作，則DSA按照AGC控制邏輯調整到預期值

●   AGC觸發(fā)門(mén)限動(dòng)作：功率統計計數器清零并重新計數

4. 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(windowPeriod，用戶(hù)可配參數)后，計數器被freeze同時(shí)DSA不做任何動(dòng)作

5. 進(jìn)入下一個(gè)幀同步周期

圖4 AGC功率統計窗長(cháng)<TDD Slot

如圖4所示為AGC功率統計窗長(cháng)（圖中紅色方框為功率統計窗）跨越單個(gè)RX時(shí)隙的行為模式示意圖。與圖4的例子有些類(lèi)似，區別主要是圖5的例子中，在RX_EN重新拉低后，RX的計數器不會(huì )復位直至WindowPeriod結束。在WindowPeriod跨越多個(gè)RX_EN的情況下，AGC會(huì )統計多個(gè)上行時(shí)隙的功率并進(jìn)行DSA動(dòng)作判決。

圖5 AGC功率統計窗長(cháng)>TDD Slot

作者：Jason Ren 

來(lái)源：TI