「」2G/3G移动通信标准和相关手机上行射频链路架构介绍( 二 )



图 1.5 TDMA vs CDMA
为了克服远近(Near-Far)问题 , 第三代移动通信网络中设计了管理软切换的机制(在一个终端和几个基站之间切换)和精确的功率控制(+-1dB) 。事实上 , 如果不进行这种功率控制 , 基站和用户设备可能在完全没有必要的满发射功率的情况下运行 , 这将导致功率效率低下和/或网络过载 。功率控制必须能够适应由于电路性能偏差而产生的输出功率变化 , 例如环境条件(天线驻波比、温度等)和多径衰落的过程中 。此外 , 第三代移动通信标准必须适用功率控制的范围比GSM/EDGE(30/50dB)要广得多 。这意味着3G发射机可以在非常低的功率水平上工作 , 对此可以观察到高噪声/效率问题 。解决这些问题的一个常见方法是在功率增益不连续的严格条件下关闭PA 。
功率控制采用两种方法:
闭环功率控制
在该方法中 , 用户终端(UE)和基站(节点B , nodeB)参与了一个闭环系统 , 该闭环系统允许上行/下行链路功率电平根据UE/基站(节点B , nodeB)距离、通信条件和小区容量在适当的值上主维持(图 1.6) 。
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图 1.6闭环功率控制的说明图
这种闭环的时间响应必须足够低 , 以补偿无论是在行人还是车辆移动场景中的小区内的快速多路径延迟 。实际上 , 闭环时间响应应该是1μs级别 。
开环功率控制
“开环(Open-loop)” 表示有点模棱两可 , 必须从UE/基站(节点B , nodeB)通信的角度来理解 。一种实用的方法;实现这种控制是在发射机中插入自动增益控制回路(AGC) 。为3G标准设计的典型的上行链路架构包括AGC环 , 在图中1.7和1.8中描述 ,第三代标准采用QAM调制方案 , 这使得极化环的使用不切实际 。因此 , 超外差或直接转换的I/Q正交收发信机的体系结构是最为常用的 。
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图1.7超外差发射机架构 , 包括自动增益控制回路

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图1.8直接转换发射机架构 , 包括自动增益控制回路
为了减少功耗和PCB面积 , 经常使用直接转换 。然后 , 为了放松调制器和接收路径上的噪声/线性要求 , 需要在PA之前插入选择性带通滤波器 。
通过功率检测器和非常窄带低通滤波器(或积分器)计算平均误差包络 , 并控制可变增益放大器(VGA) 。采用与线性BVGA相关的对数检测器有时被用来缩短环路时间响应和增强检测的动态范围 。
第三代标准的另一个特点是它们的非恒定包络调制 , 这种I/Q发射机结构不能缓解传统的线性/效率权衡 。因此 , 必须采用PA设计技术来保持电池的寿命 , 同时又不增加误码率 。


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