直接上變頻是實現(xiàn)發(fā)射機架構(gòu)的最經(jīng)濟高效的解決方案，也是基站設(shè)計中最重要的規(guī)范。I/Q調(diào)制器的載噪比是WCDMA技術(shù)中最關(guān)鍵的參數(shù)。TRF3702 I/Q調(diào)制器在保持優(yōu)異的ACPR性能的情況下，提供帶有容限的載噪性能。本文將詳細(xì)介紹單載波及多載波WCDMA BTS中，對模擬正交調(diào)制器載噪比的相關(guān)技術(shù)要求。

在發(fā)射機系統(tǒng)中采用直接上變頻架構(gòu)，通常被視為降低系統(tǒng)成本的方法，因為它可以降低系統(tǒng)復(fù)雜程度與組件數(shù)。圖1為WCDMA直接上變頻架構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。與雙變頻發(fā)射機不同，直接上變頻無需中頻信號發(fā)生器、中頻合成器（PLL/VCO）、中頻－射頻混頻器以及SAW濾波器。

WCDMA直接上變頻架構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖

WCDMA技術(shù)中對I/Q調(diào)制器的主要性能要求是對載波偏移50MHz及60MHz下的ACPR（鄰信道功率比）及噪聲性能的要求，其中對噪聲性能的要求最為嚴(yán)格。該噪聲性能需求由雜散發(fā)射的限制決定（不能超過此限制，請參見6.6.3.1.2 ［1］章節(jié)）。

雜散發(fā)射限值

雜散發(fā)射限值決定了載波的最大偏移量。最重要的相關(guān)參數(shù)是偏移量為50MHz（-25 dBm）及60MHz（-30 dBm）時的雜散發(fā)射。此時的測量帶寬為1MHz。表2是偏移量為60MHz的實例。在此偏移量為60MHz的例子中，單載波工作于最差的狀況（載波位于上限頻率2167.5MHz或下限頻率2112.5MHz）。在此例中，偏移60MHz的頻率（即2172.5MHz及2107.5MHz）恰好處于Tx頻帶之外，此時，雙工濾波器不會產(chǎn)生任何衰減。

由于工作帶寬為60MHZ（2110MHz到2170MHz），所以直接上變頻架構(gòu)也不考慮采用信道濾波器來減少載波中的噪聲底。I/Q調(diào)制器本身需要提供足夠的噪聲性能。

偏移量為60MHZ時的雜散發(fā)散

-30 dBm表示絕對噪聲電平（absolute noise level），它決定了I/Q調(diào)制器的載噪比性能。表1中的計算結(jié)果為所需的載噪比性能。

雜散發(fā)散引起的鏈路預(yù)算及噪聲比

此分析中的輸出功率為43dBm。這是單WCDMA載波的rms功率（測量帶寬為3.84MHz）。雜散發(fā)射為-30 dBm時測量帶寬為1MHz。這相當(dāng)于測量帶寬為3.84MHz時，功率為-24.16 dBm?？紤]到噪聲底的系統(tǒng)容限為6 dB，所以PA輸出端的噪聲底為-30.16 dBm。這相當(dāng)于載噪比為-73.16 dBc/3.84MHz或-139 dBc/Hz。這意味著，輸出功率為-10 dBm的I/Q調(diào)制器輸出端的噪聲底不應(yīng)超過-149 dBm/Hz。

在多載波設(shè)計中，此噪聲性能不一定很難達(dá)到，原因是60MHz的偏移量會迫使頻率在某個范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，雙工濾波器已經(jīng)衰減了一定量的噪聲。而對偏移量為50MHz下雜散發(fā)射的要求則嚴(yán)格很多，最大值為-25 dBm（帶寬為1MHz）。對于偏移量為60MHz時的雜散發(fā)射，可以寬松出5 dB。在帶寬為15MHZ的系統(tǒng)中，偏移量為50MHz的參數(shù)尤為重要，與單載波的情況一樣，偏移50MHz的頻率恰好是2107.5MHz或2172.5MHz，此時雙工濾波器起不到降噪作用。

ACPR要求

對于WCDMA中的I/Q調(diào)制器來說，ACPR要求的重要性僅次于載噪?yún)?shù)。ACPR（鄰信道功率比）在UMTS標(biāo)準(zhǔn)中稱為ACLR（相鄰信道泄露比），它是主信道與上下相鄰信道（5MHz偏移）以及相間信道（10MHz偏移）的功率比。UMTS標(biāo)準(zhǔn)對于相間信道及相鄰信道的ACLR的要求分別是45 dBc和50 dB。這些值取決于功率放大器的輸出，為避免降低PA性能，信號鏈中單獨的組件對這些值要求更高。對I/Q調(diào)制器來說，一般的性能要求是低于60 dBc。

與DAC5686組合后的TRF3702的性能

TRF3702［2］與DAC5686［3］（16位、500MSPS雙DAC）組合后進(jìn)行了測試，組合中使用被動端口，以說明其在ACPR與噪聲方面的性能。圖3中顯示了被動端口。為簡潔起見，省略了DAC的濾波部分。

DAC5686和TRF3702之間的被動端口

DAC5686的輸出的誤差允許范圍是AVDD -0.5V到AVDD +0.5V，很容易與TRF3702的普通模式輸入電壓（3.7V）建立連接。在偏移量為50MHz與60MHz的情況下，噪聲性能低于-144 dBc/Hz，非常符合計算出的需要（包括6dB的余量）（參見表1）。TRF3702 I/Q調(diào)制器的輸出功率在此配置中為-8 dBm。在此條件下，ACPR的性能在64 dBc的范圍內(nèi)。

偏移量量為60MHz時，噪聲與WCDMA信道功率的關(guān)系

圖中顯示了偏移量為60MHz時，噪聲與TRF3702輸出端信道功率的關(guān)系。當(dāng)輸出功率在-15 dBm的范圍內(nèi)，計算出的載噪比指標(biāo)可以維持在較低水平，從而可擁有更佳的ACPR。

當(dāng)輸出功率較低時，TRF3702的ACPR可超過71 dBc。圖1為單載波WCDMA信號在某個輸出功率下的ACPR工作特性圖（ACPR為71.2 dBc，且載噪比仍處于限值范圍內(nèi)）。

當(dāng)輸出功率為-14dBm時，ACPR最佳

結(jié)論

以上對WCDMA基站中直接上變頻模擬調(diào)制器的最大噪聲底的分析，表明TRF3702可以滿足噪聲要求，并帶有足夠的容限。噪聲底不應(yīng)超過-139 dBc/Hz（包括6 dB的容限）。TRF3702通過被動端口與DAC5686連接后測量出的噪聲性能在-143 dBc/Hz范圍內(nèi)。在輸出功率為較高的-8 dBm時，ACPR為64 dBc（滿足要求）。當(dāng)輸出功率為較低的-14 dBm時，ACPR可高達(dá)71 dBc，仍滿足載噪比的要求 。