移動(dòng)電視射頻設計面臨的挑戰

移動(dòng)性

終端的移動(dòng)特性會(huì )引起快速變化的信道以及接收信號及其回波的多普勒頻移。在這些條件下的接收器性能很大程度上取決于所采用的標準調制和保護方法以及信號處理算法的性能。DVB-H對這些信號損傷有很強的免疫力，可通過(guò)大量不同的配置調整性能來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際要求。由于采用了優(yōu)秀的AGC概念和足夠的C/N余量，模擬調諧器部分的影響一般都相當小。

系統實(shí)現考慮

移動(dòng)環(huán)境中移動(dòng)電視信號的恢復經(jīng)常會(huì )遇到包括具體系統集成在內的各種信號損傷問(wèn)題。

考慮到UHF接收器的高帶寬以及移動(dòng)終端天線(xiàn)長(cháng)度有限，天線(xiàn)設計極具挑戰性。如果天線(xiàn)設計為寬帶天線(xiàn)，那么實(shí)現的增益自然就較低，從而嚴重影響鏈路預算。雖然低噪聲接收器設計在一定程度上可以減輕這一問(wèn)題，但天線(xiàn)仍然是系統中最好的“低噪聲放大器”。因此最好是尋找可替代的天線(xiàn)方案。調諧或諧振天線(xiàn)可以提供更好的性能。然而，像變容二極管等非線(xiàn)性調諧元件在環(huán)境中存在強GSM發(fā)射信號時(shí)會(huì )降低有用信號質(zhì)量，因為蜂窩天線(xiàn)與DVB-H天線(xiàn)之間的隔離度只有10-20dB。

阻隔干擾是各級別上的另外一個(gè)設計挑戰。移動(dòng)電視接收器需要覆蓋的寬頻譜將導致大量潛在的無(wú)用信號，這些信號需要利用接收器的動(dòng)態(tài)范圍加以解決。這就要求很高的線(xiàn)性度和良好的噪聲性能以及寬帶RF增益控制環(huán)路來(lái)保護混頻器及后級電路免于遠端干擾設備造成的飽和。前兩種要求最終決定了模擬接收機部分的功耗。因此像美國1.6GHz DVB-H這樣的單頻應用對線(xiàn)性要求就比較低，可以在功耗和噪聲性能方面做進(jìn)一步的優(yōu)化。典型的接收機設計需要滿(mǎn)足所有的線(xiàn)性和噪聲指標，即使實(shí)際應用中接收機并不會(huì )處于這些最差的環(huán)境中。如果有用信號足夠高，或不存在交調情況，那么接收機的功耗可以降低很多。此時(shí)，如果模擬部分設計合理，那么針對智能算法可以提供另外一種節省功耗的途徑。例如英飛凌公司的OmniTuneTM TUA9000就對其主要構建模塊提供了專(zhuān)門(mén)的功耗控制。TUA9000作為射頻宏單元現已被集成進(jìn)了英飛凌公司最新的OmniVia TUS9000 DVB-H/T解調器SoC中。

圖2：蜂窩發(fā)送器對UHF移動(dòng)電視信道的影響。

GSM中的發(fā)射機(如GSM900 TX)除了形成帶內模擬和數字電視干擾外，還存在一個(gè)嚴重的帶外干擾。如果頻譜用到750MHz，那么到GSM TX的間隔只有約130MHz。而且天線(xiàn)隔離度非常小，大約在10-20dB數量級，具體取決于實(shí)現方法。GSM TX從兩個(gè)方面影響移動(dòng)電視接收機，如圖1和圖2所示。首先，它實(shí)際上是發(fā)射電平在+33dBm的干擾設備。如果假定有10dB左右的天線(xiàn)隔離度，那么輸入端的干擾仍有23dBm左右?；谶@個(gè)原因，需要在天線(xiàn)后直接放置一個(gè)GSM抑制濾波器來(lái)極大地減弱GSM TX的電平。即使有50dB的抑制，接收機的輸入功率仍有-27dBm。加上GSM TX和有用信號之間的帶內干擾，這時(shí)還是會(huì )引起嚴重的交調失真。為了減輕這些問(wèn)題，TUA9000專(zhuān)門(mén)為了保證700MHz以下的有用信號，專(zhuān)門(mén)增加了針對GSM900 TX信號的額外衰耗。

圖3：英飛凌公司的TUA9000外觀(guān)圖。

GSM TX影響移動(dòng)電視接收機的第二種途徑是通過(guò)功放(PA)噪聲。如果在DVB-H頻率范圍內由功放引起的典型噪聲功率在100kHz帶寬下測得為-85dBm左右，那么當天線(xiàn)隔離度為10dB時(shí)，在射頻參考點(diǎn)測得的落入8MHz信道中的噪聲約為-76dBm。這一噪聲無(wú)法被移動(dòng)電視接收機濾除，必須在GSM900 TX后插入一個(gè)高通濾波器才能將此噪聲濾除，見(jiàn)圖1和圖2。在這種情況下需要約30dB的衰耗。這無(wú)疑會(huì )吃掉本已緊張的PA功率預算，從而導致PAE的降低。

DVB-H的寬頻特性也會(huì )增加對其它干擾源的易感性，比如系統中一些時(shí)鐘和處理頻率可能落在DVB-H頻率范圍內的應用處理器或其它元件。

只要認真地進(jìn)行系統和應用設計，移動(dòng)電視標準DVB-H就可以實(shí)現功率、面積和成本最有效的終端集成，進(jìn)而為移動(dòng)設備提供更多先進(jìn)性能。