『』第三代移动通信系统WCDMA的系统要求


WCDMA线性度要求
60兆赫(MHz)宽的TX WCDMA的波段被分成11个信道 , 具有5兆赫间隔 。一个信道对他的邻居影响的免疫能力是非常重要的 , 并影响所需的发射机的线性 。这种约束是通过基于星座的规范 , 即误差矢量幅度(EVM)来表示的:

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上式中N是帧中的码片数 , P AVG 表示平均输出功率 , 同时基于频谱规范 , 相邻信道泄漏比(ACLR)表示为:

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计算ACLR所涉及的功率电平被集成在3.84兆赫宽的频带上 。假设主信道和相邻信道之间有5兆赫的间距 。下图给出了ACLR测定的说明 。

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图1 WCDMA频谱中的ACLR说明图示
WCDMA的动态范围
由近/远问题和多径衰落引起的WCDMA动态范围被指定为74dB(而GSM则为30dB) 。因此上行链路功率范围为[-50dBm;24dBm] 。当P out =-50dBm时 , 效率和噪音问题是至关重要的 。大多数PA效率提高技术都是在高功率水平上开发和优化的 , 但在低功率或中功率水平上并没有解决效率问题 。在这一场景中 , 为了放松调制解调器噪声规范和降低发射机功耗 , PA旁路的功能有时是必要的 , 如下图2所示(这里假定PA功率增益为30d B) 。当天线电平需要低功率电平时 , 功率放大器被关闭并绕过 。然后 , 对调制器动态范围的约束被相同数量的PA增益放松 。这种技术意味着自动增益控制可以快速补偿TX增益的突然变化 。此外 , 为了符合下表1中的规格 , TX增益中的相位变化步进应该最小化 。 后面我们会介绍一种满足该原则要求的SiGe PA 。

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【『』第三代移动通信系统WCDMA的系统要求】
表1.最大允许的硬重构速率:作为相位不连续性的函数

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图2 (a)、PA开启是的噪声敏感配置;

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图2(b)、具有旁路PA的噪声放松配置
WCDMA的噪声要求
像WCDMA这样的FDD应用的缺点之一在于从发射通道到接收通道中的噪声泄漏 。为了放松RX灵敏度(例如LNA的噪声系数) , 有必要将此噪声泄漏保持在由双工器TX/RX隔离确定的限定电平以下 。前端水平的噪声预算可在图3中总结 。 图中所示的值是发射机的典型架构:

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图3、FDD扩频应用中噪声预算的确定方法
NF BB 是RX基带块的噪声系数;
NFN RF 是RX射频前端(LNA , 带通滤波器 , 混频器.. )的噪声系数;
NF PA 是TX功率放大器模块的噪声系数;
NTX/RX_LNAin 是LNA输入由于TX泄露引起的最大可接受的噪声水平; NTX/RX_PAout 是PA输出的最大可接受的噪声水平;
N. TX/RX_PAin 是PA输入的最大可接受噪声水平;
N thermal 是-174d Bm/Hz热噪声(即在一个3.84M Hz WCDMA信道的总噪声功率为-108dBm );
在12.2kbps的WCDMA应用(只有语音的数据速率)中 , 扩频提供的处理增益为:
上行WCDMA扩展:高速上行分组接入(HSUPA)
为了提高上行链路WCDMA的吞吐量高达5.8Mbps , 在不提高码片速率的情况下 , 在DPDCH的顶部引入了信道高速专用物理数据信道(HSDPDC H) 。其结果是一个更密集/复杂的星座 , 峰值与平均比增加到大约7d B@CCD F0.1% 。因此 , HSUPA是一种对TX前端有负面影响的技术演进 , 因为它降低了发射机的效率; 同时它降低了可以由已经设计好了的PA传输的最大线性功率 。分页标题

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在某个3G RF前端的设计项目中 , 目标RX噪声系数和双工器TX/RX之间的隔离度分别为13和60dB 。如果要使TX路径的泄露噪声是无影响的 , 那么RX路径允许的最小噪声电平为(-174+13-25)=-186 dBm/Hz 。此值表示从TX到RX的噪声泄漏不应超过的最大限制 。因此 , PA输出的最大噪声功率密度为-126d Bm/Hz , 这意味着3.84M Hz信道带宽内允许的噪声功率最大为-61 dBm噪声功率 。
WCDMA规格总结
上行WCDMA的要求汇总于下面的表格中:

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表2 WCDMA系统的特性总结