第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

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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:

第三代移动通信系统WCDMA的系统要求插图
第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

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:

第三代移动通信系统WCDMA的系统要求插图1
第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

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。

第三代移动通信系统WCDMA的系统要求插图2
第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

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。

第三代移动通信系统WCDMA的系统要求插图3
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

第三代移动通信系统WCDMA的系统要求插图4
第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

图2 (a)、PA开启是的噪声敏感配置;

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第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

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:

第三代移动通信系统WCDMA的系统要求插图6
第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

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。

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第三代移动通信系统WCDMA的系统要求

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

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