基站射频可当黑盒子设计,背寄存器的时代结束了!
"除了集成度,还需要提供好用的软件,这样客户才能很容易地将其移植到应用内,简化设计。基于SDR的架构可以给客户提供足够的灵活度和通用性,来覆盖不同的制式和频段。"解经理补充说。
第二层是设计环境/生态系统。为了帮助用户很好地开发产品,ADI提供了开发工具包,包括评估板和评估软件,以及各种代码(开源、非开源,以及FPGA代码)。另外,ADI还和第三方(IDH、方案商等)合作,他们基于ADI的收发机来做相对产品级的解决方案,加快客户概念的评估、验证、样机再到产品化的过程。
最后一层是,ADI通过一系列产品,获得了很多设计和应用的技术积累。同时,在帮助客户解决问题的过程中,对于客户不同系统的问题,ADI也得到了解决方法的积累。另外,ADI对市场也一直在跟踪、研究,产品的定义也是把握了市场未来趋势。"也就是说,基于我们对技术和市场的积累,我们去把我们的见解通过白皮书、技术文章等方式分享给广大客户。"他解释道。
随着现在各种各样的通信制式和不同频段的使用越来越多,频谱变得越来越拥挤,这对射频工程师带来很大技术挑战,这包括:1.频率规划变得难做——因为对于一个基站来说,其它基站的信号相当于干扰信号,需要把其它信号落到带外;2.滤波器变得难做,因为频率较近,过渡带变窄,射频滤波器就很难实现;3.共存共址问题,不同的无线设备/基站设备离得较近,会有相互干扰,因此设计时需要通过高质量的双工器/滤波器排除外部干扰;4.设备本身对线性度和动态范围的要求也提高了,因为滤波器无法完全将干扰信号(进入到带内的阻塞信号)滤除,需要用高线性度的ADC来扛带内的阻塞。
ADI的理念是要简化射频设计,帮助客户解决难题,这表现在:1.创建一个通用的硬件无线电平台,通过软件配置的方式支持各种不同应用和频段。2.大幅降低设计复杂度,因为芯片的硬件集成度已非常高(将之前大约20颗离散器件集成了进来),对于整个系统来说,电源设计和时钟设计也大大简化,因此客户设计的难度和门槛得到降低。3.从软件角度来说,ADI提供API,客户不用去关心器件内部的含义——之前的AD9361内部有上千个寄存器,客户需要去理解每个寄存器的意思和怎么去配置——现在可以把它当成一个黑盒子,只需通过API软件去编程即可。4.这些优势给客户带来的直观的竞争力是减少了设备的尺寸、重量和功耗(SWAP)——至少降低一半以上。
下面来看AD9371芯片的框图。射频收发机射频调谐范围为300MHz到6GHz,覆盖所有主流频段;FDD/TDD都可以支持;性能上支持多载波(AD9361仅支持单载波),包括连续多载波和非连续多载波。接收机有2个独立的接收通道,最大信号带宽为100MHz。发射机有2个独立发射通道,最大信号带宽为100MHz,应用时最大合成带宽为250MHz。DPD反馈通道有两个射频输入口,最大带宽250MHz。有的小基站需要侦听通道侦听空中频谱,确定可用频谱进行配置切换。因此,AD9371增加一个侦听通道,侦听接收机带宽20MHz,支持3个输入。DPD反馈通道和侦听通道分时复用ADC。
发射、接收和反馈通道各集成一个本振,系统总共有三个PLL和VCO。系统也支持外部本振,将内部旁路掉。在数字功能和算法上,因为是零中频,AD9361上就集成了镜像抑制校准、本振泄漏校准,这些在AD9371上都有,但是由于集成了ARM内核,可以做实时跟踪校准,因此性能有了很大提升。此外,它还集成了AGC、可编程放大滤波器,以及辅助ADC、DAC、GPIO、时钟发生器等,并提供API支持。
在功耗方面,如果支持最大带宽、运行在最大速率上,2个接收通道是2W,2个发射通道是2W,再加上DPD反馈通道0.8W,AD9371总功耗为4.8W。
另外,在评估系统上,ADI提供两种评估板(EVB),为客户提供性能测试。一种是窄带(是指在特定频段上进行了优化,里面用的巴伦是窄带的),针对1.8GHz到2.8GHz,其实1GHz频带并不窄,这个频带基本覆盖现在主流的无线通信频段。一种是宽带,支持300GHz到6GHz整个射频频率范围的评估。它不是针对某个频段做优化来评估性能,而是提供了一个平台来评估各个频段性能,因为内部用的是一个很宽带的巴伦,插损较大,尤其是在频率的高低两端插损较大,因此对性能有影响。它提供的是通用性的评估,真正应用时需要针对各个频段做优化。像频谱仪之类的应用就需要很宽的频段。
AD9371在软件上提供两种选择。一种是评估软件,对评估板做评估验证。它提供基于Windows的GUI,可以在上面运行API。FPGA方面则配合Xilinx ZC706母
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