基于OFDM的WiMAX RF系統設計

　　4 主要技術(shù)指標的實(shí)現與指標分配

　　4.1 發(fā)射功率的實(shí)現

　　由于系統的基帶采用OFDM 調制技術(shù)，OFDM是無(wú)線(xiàn)通信系統中的一項關(guān)鍵技術(shù)，是一種多載波傳輸技術(shù)。

　　多載波傳輸技術(shù)相對于單載波傳輸技術(shù)而言有很多優(yōu)點(diǎn)，例如抗多徑干擾，抗突發(fā)噪聲和有效地克服頻率選擇衰落。但OFDM 技術(shù)的一個(gè)主要缺點(diǎn)就是具有很高的峰均功率比(PAPR) ，高的峰值容易引起非線(xiàn)性失真。

　　同時(shí)，由于系統采用較高的64QAM 等調制方式，對系統的線(xiàn)性要求較高，針對以上問(wèn)題，在設計及選用器件時(shí)，為保證系統工作在線(xiàn)性區域，所有器件均要求在其P1 dB回退10 dB工作。

　　功放設計的難點(diǎn)主要是末級功放的設計，本系統末級功放選用SIRENZA公司生產(chǎn)的SZA5044，其輸出P1 dB為29 dBm，功率回退10 dB，其輸出線(xiàn)性功率為19 dBm。

　　功放末級有一無(wú)源收發(fā)開(kāi)關(guān)、抑制諧波分量的低通濾波器及MCX 插座，其插入損耗總和為1. 6 dB，在插座輸出口輸出的線(xiàn)性功率為 17. 4 dBm，滿(mǎn)足設備技術(shù)指標要求;同時(shí)，SZA5044的增益為28 dB，為保證設備技術(shù)指標16 dBm 功率輸出，SZA5044 輸入功率要求-9 dBm。

　　功放前級的射頻開(kāi)關(guān)、數控衰減器及濾波器的插入損耗總和為4. 4 dB，要求TRF2436 的線(xiàn)性功率輸出- 4. 6 dBm,TRF2436 其輸出P1 dB為22 dBm，線(xiàn)性功率輸出12 dBm，滿(mǎn)足技術(shù)指標要求。

　　4.2 發(fā)射通道ALC的實(shí)現

　　由于系統針對點(diǎn)對多點(diǎn)設計，基站的AGC 不能工作，基站的接收增益相對固定。

　　為保證系統正常通信，基站端通過(guò)測試上行接收基帶I、Q 的功率電平,與標準I、Q 的功率電平比較，計算出功率誤差，送至用戶(hù)端，通過(guò)軟件開(kāi)環(huán)控制用戶(hù)端上行的發(fā)射功率;為保證有足夠的動(dòng)態(tài)，以適應衰落的影響，指標規定用戶(hù)端的ALC 控制范圍大于50 dB，步徑1 dB。

　　本系統的ALC 由SE7051L10 提供30dB ALC 控制范圍，步徑1 dB; 同時(shí)，數控衰減器提供28 dB 的ALC 控制范圍，步徑 4 dB，在實(shí)際應用中，實(shí)際測試一ALC 控制表格，按實(shí)際衰減量從小到大排列，步徑1 dB，通過(guò)安捷侖公司的89601 軟件實(shí)際測量發(fā)射功率電平，同時(shí)保證在50 dB 的動(dòng)態(tài)范圍內，發(fā)射的相對矢量誤差小于- 31 dB。

　　在正常工作時(shí)，基帶軟件根據當前ALC 控制信號所在控制表格的位置和基站測量的功率誤差，動(dòng)態(tài)調整用戶(hù)端發(fā)射功率,保證系統正常工作。

　　4.3 發(fā)射機EVM指標實(shí)現

　　發(fā)射機相對矢量誤差是衡量發(fā)射機綜合技術(shù)指標之一，由基帶I、Q 的正交誤差、幅度平衡，本振的相位噪聲，混頻器和功放(PA) 線(xiàn)性技術(shù)指標和系統頻偏等決定。

　　針對本射頻系統而言，I、Q 的正交誤差主要通過(guò)PCB 板I、Q 信號走線(xiàn)嚴格等長(cháng)來(lái)控制;幅度平衡可通過(guò)運算放大器的增益控制電阻來(lái)調整; 由于本射頻系統選用TRF2436 作為二次混頻的主芯片，混頻器集成在芯片內部，無(wú)法控制; 發(fā)射EVM 主要由本地振蕩器的相位噪聲決定。

　　通過(guò)合理選用VCTCXO，優(yōu)化環(huán)路濾波器等措施，保證射頻本地振蕩器的相位噪聲指標滿(mǎn)足-88 dBc@1 kHz、-90 dBc@10 kHz，從而保證TRF2436輸出最終功率0 dBm時(shí)，其相對矢量誤差達到- 34. 5 dB;對本系統而言，功放的合理設計決定了發(fā)射機相對矢量誤差。

　　5小結

　　如前所述，本系統選用的末級功放，在輸出功率為16 dBm 時(shí)，其相對矢量誤差為2% (-34 dB) ，通過(guò)計算系統的相對矢量誤差為-32.5dB，滿(mǎn)足技術(shù)指標要求。