移动通信经过几代的发展,成为发达国家主要的通信方式。绝大多数国家采用2.5G技术(增强第二代移动技术),现已推出了数据服务,大大地改变了人们商用及私用信息交换的方式。
数据服务的日益流行需要更高的性能和带宽。为了支持这些新的需求,移动通信系统必须朝着具有更高数据率(高达2Mbps)的第三代系统发展。增加带宽的关键技术之一是采用分集技术,它已经纳入绝大部分3G规范中。然而,每为一个扇区增加一根天线就需要一套收发器,这会大大增加系统成本,妨碍运营商发展3G技术。两个关键技术能够降低收发器的成本,它们是数字中频(IF)和数字预失真线性化电路。
图1是3G基站的基本结构。收发器卡包含数字IF功能――数据域上第一个IF实现,和数字预失真线性化电路――进行预加重补充非线性功放。收发器卡一般通过背板和信道卡连接。在高速链接下,信号要经过穿越有噪声背板的长线和多个连接器,因此一般采用时钟数据恢复(CDR)的实现方式。
图1:3G基站结构
Stratix GX器件
非Altera®解决方案
图1注释:
- ATM = 异步传送模式
- IP = Intellectual property
在收发器卡中使用Stratix GX器件
图2和3是单载波收发器卡的功能框图。在发送方向(图2)上,收发器通过背板上的高速串行信号(串行RapidIO®或专用接口)从一块或多块信道卡上接收数据。它首先进行数据格式化和增益控制,然后进行基带滤波和差值功能。之后信号进行预均衡补充无线频率(RF)发送链尾部功放(PA)的非线性。为了适应PA的变化(由于温度改变或老化),要连续地监测PA的输出,差值表(LUT)的值会动态更新补偿PA的变化。自适应估计算法计算输入和输出至今的均方差,获得新的权重。计算新的LUT值的递归算法可以在Altera® Nios®嵌入处理器中实现。设计可以利用Nios处理器的专用指令能力,很容易满足这种应用的性能。信号经过复数乘法,用数控振荡器(NCO)生成的载波信号完成上变频。I和Q信号合并,经过D/A变换器后在模拟域进一步进行处理。
在接收端,数字IF技术用来采用IF信号,在数字域进行解调和信道化。使用降采样技术,高频IF信号(通常超过100MHz)被量化。宽带IF信号经过正交乘法,转化为复数基带信号。NCO产生用于乘法器的正交信号。复数基带信号经过低通滤波,消除由抽取造成的混叠。最终信号通过高速串行链路发给信道卡。
图2:收发器卡实现:发送端
Stratix GX器件
非Altera解决方案
图2注释:
- FFT = Fast Fourier transform
- I/Q = 同相位,正交相位
- RRC = 均方根升余弦
图3:收发器卡实现:接收端
Stratix GX器件
非Altera解决方案
使用Stratix GX器件实现收发器卡功能有两个主要优势:灵活性和高度集成性。
客户使用Stratix GX器件和DSP开发方案,能够迅速地实现专用设计和实现最优的系统性能(即邻信道功率比规范)。而且,能够实现产品所需的多模和多载波。
采用Stratix GX器件,你能够集成数字IF、数字预失真线性化电路和背板收发器链路,从而节省成本和简化板级设计。
