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「」2G/3G移动通信标准和相关手机上行射频链路架构介绍


本文的主要目的不是详尽地描述2G/3G蜂窝通信标准 ， 而是只给出帮助理解上行链路发射机和功率放大器(PA)设计中的最关键问题和折衷的关键元素 。手机/终端的电池寿命在很大程度上取决于PA效率 ， 为了提高PA效率 ， TX和/或PA架构必须根据所需要解决的RF标准/调制方案进行调整 。
第二代射频标准及其对上行链路架构的影响
第二代GSM/GPRS标准基于高斯移位键控调制(GMSK)调制方式. ， 而这种调制方式只基于相位调制 ， 如图1.1所示 。这种恒定包络调制方案使得设计一种高效的发射机相对容易. GSM/GPRS手机TX传统上是通过提供由sigma-delta调制器控制的锁相环(PLL)来实现的：sigma-delta调制器提供数字相位信息(1：+90度相位偏移；0：-90度相位偏移) 。通过使用开关类功放拓扑(E类或F类PA) ， 从而使射频功率放大器的效率最大化 。GSMPA设计有两个关键制约因素： 均方根相位误差不应超过5? 以及由于GSM以时间双工模式(TDD)工作 ， 突发（Bust）上升/下降必须完成时间模板(即Mask ，有限的开关设定时间[On/Off settling times]) 。为了提高GSM/GPRS的吞吐量 ， 在其上面又引入了一个兼容的扩展名为EDGE的通信标准 。虽然这一标准意味着对网络和基带处理水平的影响较小 ， 但它实现了一种基于8相位移位键控的非恒包络调制方案（见图 1.1) 。
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图 1.1GMSK和8PSK调制方案的说明图示
因此 ， GSM/EDGE兼容的发射机体系结构必须被更新并转换为（开环)极化调制或(闭环）极化调制的结构 ， 分别在图1.2和1.3 中描述 。在引入控制输出包络大小的附加功能块的同时 ， 相位是以它以前用于GSM/GPRS收发信机中相同的方式进行控制的 。有人提出了一种包络消除和恢复（EER）的发射机架构 ， 这是一种从极性调制直接继承过来的有效功率放大器的拓扑架构 。在极化环中 ， 输出RF信号首先向下转换. 然后用限制器对输出相位进行探测 ， 与初始参考相位进行比较 ， 并将所产生的相位误差反馈给PLL 。同样 ， 功率检测器探测输出幅度 ，产生的幅度误差从与参考幅度（由调制器提供的）进行比较 ， 并反馈到幅度控制放大器 。虽然极化环比极性调制更复杂 ， 但它是一种对天线失配(即电压驻波比 ， Voltage Standing Wave Ratio)更健壮的拓扑架构 ， 并使使用隔离器过时 。
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图1 1.2极性调制发射机架构

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图1.3极化环发射机架构
GSM/EDGE的特性和线性规范要求要么用时间突发掩码表示 ， 要么用相位误差(GSM)表示 ， 要么用误差向量幅值(EDGE)表示 。频谱谱要求也必须满足严格的频谱模板要求 ， 如图1.4所示 。
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图 1.4 EDGE的频谱模板规格要求

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表1.1GSM/EDGE的特性和规格要求
基于CDMA标准的第三代移动通信技术
目前在世界各地部署的第三代标准分为两个家庭：CDMA2000（北美）和WCDMA（欧洲） 。它们都是基于码分多址(CDMA)的 。与将通信定时调度时隙分配给用户（时分多址）的GSM/EDGE网络相反 ， CDMA访问方法允许多个用户同时在同一频带内传输/接收多个数据信道（图 1.5所示) 。
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