第三代移動通信系統WCDMA的系統要求

WCDMA線性度要求

60兆赫(MHz)寬的TX WCDMA的波段被分成11個信道,具有5兆赫間隔。 一個信道對他的鄰居影響的免疫能力是非常重要的,並影響所需的發射機的線性。 這種約束是通過基於星座的規範,即誤差矢量幅度(EVM)來表示的:

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上式中N是幀中的碼片數,P AVG 表示平均輸出功率,同時基於頻譜規範,相鄰信道洩漏比(ACLR)表示為:

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計算ACLR所涉及的功率電平被集成在3.84兆赫寬的頻帶上。 假設主信道和相鄰信道之間有5兆赫的間距。 下圖給出了ACLR測定的說明。

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圖1 WCDMA頻譜中的ACLR說明圖示

WCDMA的動態範圍

由近/遠問題和多徑衰落引起的WCDMA動態範圍被指定為74dB(而GSM則為30dB)。 因此上行鏈路功率範圍為[-50dBm;24dBm]。 當P out =-50dBm時,效率和噪音問題是至關重要的。 大多數PA效率提高技術都是在高功率水平上開發和優化的,但在低功率或中功率水平上並沒有解決效率問題。 在這一場景中,為了放鬆調制解調器噪聲規範和降低發射機功耗,PA旁路的功能有時是必要的,如下圖2所示(這裡假定PA功率增益為30d B)。 當天線電平需要低功率電平時,功率放大器被關閉並繞過。 然後,對調製器動態範圍的約束被相同數量的PA增益放鬆。 這種技術意味著自動增益控制可以快速補償TX增益的突然變化。 此外,為了符合下表1中的規格,TX增益中的相位變化步進應該最小化。後面我們會介紹一種滿足該原則要求的SiGe PA。

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表1.最大允許的硬重構速率:作為相位不連續性的函數


第三代移動通信系統WCDMA的系統要求

圖2 (a)、PA開啟是的噪聲敏感配置;


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圖2(b)、具有旁路PA的噪聲放鬆配置


WCDMA的噪聲要求

像WCDMA這樣的FDD應用的缺點之一在於從發射通道到接收通道中的噪聲洩漏。 為了放鬆RX靈敏度(例如LNA的噪聲係數),有必要將此噪聲洩漏保持在由雙工器TX/RX隔離確定的限定電平以下。 前端水平的噪聲預算可在圖3中總結。圖中所示的值是發射機的典型架構:

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圖3、FDD擴頻應用中噪聲預算的確定方法

NF BB 是RX基帶塊的噪聲係數;

NFN RF 是RX射頻前端(LNA,帶通濾波器,混頻器.. )的噪聲係數;

NF PA 是TX功率放大器模塊的噪聲係數;

NTX/RX_LNAin 是LNA輸入由於TX洩露引起的最大可接受的噪聲水平; NTX/RX_PAout 是PA輸出的最大可接受的噪聲水平;

N. TX/RX_PAin 是PA輸入的最大可接受噪聲水平;

N thermal 是-174d Bm/Hz熱噪聲(即在一個3.84M Hz WCDMA信道的總噪聲功率為-108dBm );

在12.2kbps的WCDMA應用(只有語音的數據速率)中,擴頻提供的處理增益為:

上行WCDMA擴展:高速上行分組接入(HSUPA)

為了提高上行鏈路WCDMA的吞吐量高達5.8Mbps,在不提高碼片速率的情況下,在DPDCH的頂部引入了信道高速專用物理數據信道(HSDPDC H)。 其結果是一個更密集/複雜的星座,峰值與平均比增加到大約7d B@CCD F0.1%。 因此,HSUPA是一種對TX前端有負面影響的技術演進,因為它降低了發射機的效率; 同時它降低了可以由已經設計好了的PA傳輸的最大線性功率。

第三代移動通信系統WCDMA的系統要求

在某個3G RF前端的設計項目中,目標RX噪聲係數和雙工器TX/RX之間的隔離度分別為13和60dB。 如果要使TX路徑的洩露噪聲是無影響的,那麼RX路徑允許的最小噪聲電平為(-174+13-25)=-186 dBm/Hz。 此值表示從TX到RX的噪聲洩漏不應超過的最大限制。 因此,PA輸出的最大噪聲功率密度為-126d Bm/Hz,這意味著3.84M Hz信道帶寬內允許的噪聲功率最大為-61 dBm噪聲功率。

WCDMA規格總結

上行WCDMA的要求彙總於下面的表格中:

第三代移動通信系統WCDMA的系統要求

表2 WCDMA系統的特性總結



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