WiMAXCPE单片机收发器在微蜂窝中的应用

时间:2024-11-22

最近,一些新设备大大改善了发射信噪比(SNR)性能,使其适合从毫微微小区到微蜂窝的各种应用。

基站的小区类型和典型要求根据最大输出功率和覆盖范围,无线行业将基站分为多个广泛和重叠的类别,如表1所示。

以下设计示例将使用功率输出估算值。

价格和设备尺寸对于所有类型的蜂窝非常重要。

对于毫微微小区基站,只有低成本和小尺寸的类型才能在市场上生存下来;对于微微小区和宏小区基站,如果它们的价格和大小优于竞争产品,它们将具有独特的市场优势。

单芯片收发器有助于降低价格和尺寸,但是这些优势只有在基站满足其性能要求时才能体现出来。

& Nbsp;发射信号链架构图1显示了用于无线通信的典型直接上转换发射信号路径的简化框图,其中虚线部分最近已集成到WiMAXCPE收发器中。

基站发射机,尤其是那些为较大小区设计的基站发射机,通常使用分立组件来实现高线性度和低噪声。

& Nbsp;图1发射信号链框图但是,如图1所示,单芯片收发器具有明显的成本和空间优势。

这些CPE收发器结合了多个功能模块,包括数字接口,数据转换器,模拟滤波器,增益级,混频器和预驱动器,以形成混合信号集成电路。

数据转换器和数字接口的集成允许基带处理器(BBP)成为纯数字,从而可以使用先进的细线CMOS技术来降低成本,功耗和尺寸。

一些集成的收发器还集成了两个直接下变频接收器,以进一步减小总体空间和成本。

发射功率和噪声对于特定应用,将收发器与分立式设计进行比较时,发射器噪声是关键参数,但噪声只是一个考虑因素。

噪声必须相对于特定的输出功率进行测量,因为所需的PA增益取决于收发器的输出功率。

例如,如果收发器B的噪声比收发器A的噪声低几dB,但要获得相同的输出功率则需要几dB的增益,那么收发器B的额外增益将导致更高的系统噪声。

如下面的设计示例所述,在考虑绝对发射限值时,噪声与增益之间的关系尤为重要。

表2通过一个定量示例显示了这种关系。

& Nbsp;在设计过程中,发出噪声和频率偏移之间的关系图很有帮助。

将合法的杂散发射限制转换为dBm / MHz之后,可以快速确定收发器是否适合给定应用。

图2是载波频率为2500MHz的多输入单输出(MISO)WiMAX / WiBRORF收发器之间的关系图。

请注意,频率偏移是1MHz积分带宽的中心频率。

因此,如果中心频率为5.5MHz,则积分带宽的边沿频率为5MHz。

5MHz是10MHz带宽目标信号的通道边缘。

& nbsp;图2发射噪声与积分带宽偏移之间的关系尽管10MHz通道的功率输出为-3dBm,但该通道的辐射为-13dBm,如图2所示,因为测量是在1MHz范围内积分的结果,而不是整个10MHz频道。

在图2中,频带内边缘的陡峭滚降是由片上插值数字滤波器引起的。

将这些功能集成到收发器芯片中可以减轻BBP的负担,并且由于内插的2倍,BBP和收发器之间的数据速率减半。

法律限制:监管机构对特定频带中的最大输出功率,最大带外(OOB)辐射和最大带外辐射有限制。

这些限制取决于应用程序所在的国家/地区和所使用的频段。

本文仅关注2.4-2.7 GHz范围内的FCC(联邦通信委员会)限制。

在美国,许可的WiMAX部署频谱为2496-2690MHz,免许可的频谱为2.4GHzISM频段(2400-2483.5MHz)。

FCC使用各种单元和方法来指定最大功率和OOB限制。

以下各节列出了WiMAX基站使用的多个频率范围的限制。

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