在無(wú)線通信系統(tǒng)中,基站發(fā),移動(dòng)站收時(shí),稱(chēng)為下行通信鏈路;移動(dòng)站發(fā),基站收的時(shí),稱(chēng)為上行通信鏈路,如下圖所示。這也很好理解哈。
但是做基站的和做移動(dòng)站的同學(xué),就可能會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)矛盾。比如說(shuō)啊,假設(shè)我是做移動(dòng)站的,接收對(duì)應(yīng)的是下行,但是做基站的,接收就又對(duì)應(yīng)上行。不過(guò),也無(wú)所謂啦,就只是個(gè)稱(chēng)呼而已。
本文是參考文獻(xiàn)[1]寫(xiě)的,所以假設(shè)收發(fā)機(jī)都是移動(dòng)站鐘的收發(fā)機(jī),也就是發(fā)射頻段對(duì)應(yīng)于uplink,接收頻段對(duì)應(yīng)于downlink.
通常,下行鏈路和上行鏈路的頻段帶寬是相等的,中間還有一個(gè)保護(hù)頻帶;而且頻段里,都被劃分成一個(gè)個(gè)的均勻信道。如下圖所示,其中Bu=Bd=Ba。上行鏈路和下行鏈路的信道是成對(duì)使用的,比如說(shuō),如果移動(dòng)站發(fā)射機(jī)使用的上行信道是#CH1_u,那么下行信道#CH1_d就自動(dòng)分配給移動(dòng)站的接收機(jī)。任意信道對(duì)的頻率間隔是固定的,即Ba+Bs。
超外差架構(gòu)中,一項(xiàng)操作,就是進(jìn)行頻率規(guī)劃,文獻(xiàn)[1]中也提到說(shuō),即使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)只有一個(gè)IF模塊,這也是一項(xiàng)繁瑣的任務(wù)。
以前,我接觸到的收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì),是基于TDD的設(shè)計(jì),所以頻率規(guī)劃要相對(duì)簡(jiǎn)單。在課程(來(lái)看看,你需不需要這門(mén)課程吧(已確定開(kāi)班))里,也是在這個(gè)TDD的設(shè)定下,講解接收機(jī)的設(shè)計(jì)。
TDD架構(gòu)下,有啥好處呢,就是接收機(jī)和發(fā)射機(jī)是時(shí)分工作的,接收機(jī)工作的時(shí)候,發(fā)射機(jī)不工作;發(fā)射機(jī)工作的時(shí)候,接收機(jī)不工作。所以這個(gè)時(shí)候,設(shè)計(jì)接收機(jī)基本上就是設(shè)計(jì)接收機(jī)本身,是不需要考慮發(fā)射機(jī)什么事的。
但是,在FDD架構(gòu)下,頻率規(guī)劃就要復(fù)雜的多。在一個(gè)全雙工系統(tǒng)中,接收機(jī)和發(fā)射機(jī)同時(shí)工作,所以?xún)蛇叺?a target="_blank">信號(hào),諧波以及混頻產(chǎn)物都要考慮進(jìn)來(lái)。
假設(shè),超外差架構(gòu)如下圖所示,接收機(jī)和發(fā)射機(jī)都只有一個(gè)IF模塊.
一個(gè)全雙工移動(dòng)站收發(fā)機(jī)選擇中頻的基本準(zhǔn)則,基本如下:
(1) 如果接收機(jī)和發(fā)射機(jī)共用一個(gè)LO本振,如上面架構(gòu)所示,那么先確定接收機(jī)的中頻。為啥呢?因?yàn)榻邮諜C(jī)中頻部分,會(huì)需要一個(gè)IF SAW。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)中心頻率降低時(shí),濾波器更有可能獲得良好的性能,所以先選接收機(jī)中頻,看看能不能整一個(gè)頻率相對(duì)低點(diǎn)的中頻。然后發(fā)射機(jī)的中頻,再由接收機(jī)的中頻來(lái)確定。發(fā)射機(jī)中頻和接收機(jī)中頻之間的關(guān)系為:
這個(gè)準(zhǔn)則沒(méi)有講具體的中頻要求,只是說(shuō)能低的話(huà),盡量低。然后因?yàn)槭瞻l(fā)共用LO,所以接收機(jī)的中頻和發(fā)射機(jī)的中頻有一個(gè)關(guān)系。
(2) 為了防止接收機(jī)發(fā)生潛在的帶內(nèi)阻塞,接收機(jī)的中頻需要滿(mǎn)足下面的不等式,即:
為什么會(huì)有這樣一個(gè)要求呢,其實(shí)是基于以下的考慮。舉個(gè)例子,假設(shè)中頻不滿(mǎn)足上面的等式,即:
再具體一點(diǎn),如果選擇下面的中頻值,如下圖所示:
假設(shè)一個(gè)移動(dòng)站,發(fā)射機(jī)用的信道是△FT_A,接收機(jī)用的對(duì)應(yīng)信道是△FR_A。此時(shí),如果在信道△FR_B中出現(xiàn)一個(gè)干擾信號(hào)或者其他基站的下行信號(hào),這個(gè)下行信號(hào)在預(yù)選濾波器帶內(nèi),所以無(wú)法濾除。而干擾信號(hào)與發(fā)射泄露信號(hào)的頻率差,即等于接收機(jī)的中頻,所以會(huì)影響有用中頻信號(hào)的質(zhì)量。
而且,這種阻塞問(wèn)題,當(dāng)中頻
這個(gè)準(zhǔn)則,也沒(méi)法幫忙確定最終的中頻頻率,但是,確定完的中頻頻率需要滿(mǎn)足這個(gè)要求。
(3)IF/2雜散。即如果干擾信號(hào)的頻率,與UHF LO頻率有IF/2的偏移量的話(huà),即F=FLO+IF/2,因?yàn)榛祛l器有2*RF-2FLO的高階雜散,所以會(huì)影響有用中頻信號(hào)的質(zhì)量。
為了抑制可能的IF/2干擾,接收機(jī)的中頻頻率需要滿(mǎn)足下式。
這個(gè)準(zhǔn)則,主要就是說(shuō),這個(gè)IF/2雜散要盡量遠(yuǎn)離預(yù)選濾波器的通帶,讓預(yù)選濾波器直接濾除。那我覺(jué)得除了這個(gè)IF/2雜散,其實(shí)IF/n階雜散都有這個(gè)痛點(diǎn),不過(guò)好在混頻器的高階雜散是越來(lái)越小的。這個(gè)準(zhǔn)則,也是沒(méi)法幫忙確定最終的中頻頻率,但是確定完的中頻頻率所對(duì)應(yīng)的IF/2雜散,需要能被預(yù)選濾波器濾除。這個(gè)準(zhǔn)則,和發(fā)射無(wú)關(guān),也就是說(shuō),TDD模式下的中頻,也需要滿(mǎn)足這個(gè)要求。
(4) 在多頻段收發(fā)機(jī)中,工作在不同頻段的收發(fā)機(jī),可能使用同一個(gè)IF并且共用同一個(gè)IF SAW。在這種情況下,接收機(jī)的中頻選擇,應(yīng)該是基于最寬的那個(gè)頻段來(lái)規(guī)劃。
(5) 發(fā)射機(jī)的中頻信號(hào),與發(fā)射信號(hào)或者本振信號(hào)也有可能會(huì)有混頻產(chǎn)物,要避免這個(gè)混頻產(chǎn)物落在其他協(xié)議工作的頻段中。如下面例子所示,如果有兩個(gè)頻段同時(shí)工作時(shí),就要
(6) 在多頻段收發(fā)機(jī)中,可能會(huì)出現(xiàn)只使用一個(gè)UHF VCO和工作于過(guò)個(gè)頻段的分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)多路的本振。這個(gè)時(shí)候,考慮中頻的時(shí)候,還需要考慮VCO的帶寬。
看到這,真心覺(jué)得,在FDD模式下,如果又有多個(gè)頻段的話(huà),然后又是使用超外差架構(gòu)的話(huà),中頻選擇真的是很復(fù)雜,要考慮的因素實(shí)在是太多了。
如果有號(hào)友,做過(guò)FDD模式下,或者FDD模式下兼多頻段工作的收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)的話(huà),能不能加微信一起交流討論下?
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:FDD模式,多頻段下的超外差架構(gòu)的中頻選擇,會(huì)讓人自閉~
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