摘要：TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)的開(kāi)發(fā)背景和主要特性參數(shù),介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的中頻選取、芯片選擇和指標(biāo)分析等問(wèn)題。闡述了用Maxim套片設(shè)計(jì)、實(shí)施TD-SCDMA終端射頻收發(fā)信機(jī)的方案,給出了方案的整體測(cè)試結(jié)果和結(jié)論。
關(guān)鍵詞：TD-SCDMA 射頻收發(fā)信機(jī) Maxim套片
1 TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)的研發(fā)背景和主要特性參數(shù)
我國(guó)現(xiàn)在擁有世界上最大的高速發(fā)展的GSM移動(dòng)通信網(wǎng),由第二代GSM系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)平滑渡將是我國(guó)邁入3G移動(dòng)通信的必然選擇。TD-SCDMA（時(shí)分雙工同步碼分多址）是我國(guó)提出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代移動(dòng)通信空中接口標(biāo)準(zhǔn),在人提出標(biāo)準(zhǔn)之后自主研發(fā)設(shè)計(jì)TD-SCDMA/GSM演示系統(tǒng)將具有非常重要的意義。
在TD-SCDMA/GSM終端研制中,GSM模部分已經(jīng)有非常成熟的方案和豐富的半導(dǎo)體芯片支持,而TD-SCDMA模部分則是一個(gè)全新的內(nèi)容。大唐電信中央研究院和重慶郵電學(xué)院移動(dòng)通信心聯(lián)合成立了研發(fā)組,投入了TD-SCDMA/GSM雙模終端的研究,目前已經(jīng)取得階段性成果。在這個(gè)項(xiàng)目中,TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中占有非常重要的地位,如何濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)是整個(gè)終端項(xiàng)目成功的關(guān)鍵因素之一。
根據(jù)CWTS起草的TS C401標(biāo)準(zhǔn)文檔,可列出TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)的主要特性參數(shù)（見(jiàn)表1）。
表1 TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)主特性參數(shù)
| 工作頻段 | 2010～2025MHz |
| 載頻寬度 | 1.6MHz |
| 碼片速率 | 1.28Mcps |
| 發(fā)信機(jī)主要特性參數(shù) | |
| 最大輸出功率（功率等級(jí)2） | 30dBm |
| 發(fā)信機(jī)閉功率 | <-65dBm/1.28MHz |
| 鄰道泄漏功率比（ACLR） | ≤-33dBc |
| 發(fā)信機(jī)性增益動(dòng)態(tài)范圍 | ≥80dB |
| 發(fā)信機(jī)開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)延 | <6.25μs |
| 收信機(jī)主要特性參數(shù) | |
| 接收靈敏度 | -108dBm/1.28MHz (BER≤0.001) |
| 鄰道選擇性（ACS） | 33dB (BER≤0.001) |
| 收信機(jī)線性增益動(dòng)態(tài)范圍 | ≥80dB |
| 收信機(jī)開(kāi)響應(yīng)時(shí)延 | <6.25μs |
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在這一部分,將根據(jù)TD-SCOMA射頻收發(fā)信機(jī)要求和現(xiàn)有的半導(dǎo)體芯片水平,論述基于Maxim套片的TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)方案。
2.1 中頻選擇
TD-SCDMA模射頻收發(fā)信機(jī)采用傳統(tǒng)的超外差式結(jié)構(gòu),參考時(shí)鐘源選用GSM手機(jī)中普遍選用的13MHz VTCXO,根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)要求選擇頻率合成器的鑒相頻率為200kHz。在設(shè)計(jì)射頻收發(fā)信機(jī)時(shí),中頻（IF）的選取十分重要,它在一定程序上決定著系統(tǒng)的些性能指標(biāo),如信噪比、誤碼率等。中頻的選取原則是：各種交調(diào)產(chǎn)物不能落在RF或IF頻帶內(nèi);各種數(shù)字干擾不能落在有用信號(hào)頻帶內(nèi),這些數(shù)字干擾主要包括基帶信號(hào)傳輸高次諧波的干擾、ADC工作時(shí)鐘高次諧波的干擾、中頻本振高次諧波的干擾等。模擬中頻存在半中頻響應(yīng)。半中頻響應(yīng)的特點(diǎn)是：中頻選取得越高,半中頻產(chǎn)物對(duì)頻帶內(nèi)信號(hào)產(chǎn)生干擾的可能性就越小。從這角度來(lái)說(shuō),中頻選得大一些比較好。然而目前中頻器件（如聲表面波濾波器）的工作頻率都不是太高,在選取中頻時(shí)應(yīng)處理好這對(duì)矛盾。
經(jīng)仔細(xì)分析權(quán)衡,我們把中頻取在264MHz。這樣,所需要的射頻本振信號(hào)就為2274～2289MHz。這里確定的頻率范圍指標(biāo)就選取芯片時(shí)首先應(yīng)該考慮的因素。
2.2 芯片的選取
現(xiàn)在還沒(méi)有專門為TD-SCDMA射頻收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì)的芯片。然而,世界各主要芯片供應(yīng)商針對(duì)IS95 CDMA和W-CDMA射頻收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì)了一系列芯片,例如RF公司、ADI公司、Philip公司、Maxim公司等。IS95 CDMA和W-CDMA射頻收信機(jī)特性指標(biāo)與TD-SCDMA存在許多相似和相近之處�；谶@種情況,我們?cè)谠O(shè)計(jì)TD-SCDMA收發(fā)信機(jī)時(shí)選擇芯片的總體思路是：從支持IS95 CDMA和W-CDMA的芯片中挑選能夠滿足TD-SCDMA各項(xiàng)指標(biāo)的芯片。芯片挑選的考慮的是：首先芯片工作的頻帶應(yīng)該滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求;然后是芯片的主要指標(biāo)（如輸入信號(hào)電平范圍、輸入IP3、輸入1dB壓縮步、動(dòng)態(tài)范圍、線性度等）是否基本滿足要求;最后就是將初選的芯片接入,分別就接收通路和發(fā)射通路進(jìn)行指標(biāo)分析,確定所選芯片是否滿足要求。
經(jīng)過(guò)選擇,最終形成本文介紹的基于Maxim套片的方案。
