數字無(wú)線(xiàn)電前端策略為小型蜂窩基站帶來(lái)優(yōu)勢

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