WiMAX CPE 收发器之基站应用

设计示例
对于各种情况下的单芯片CPE收发器的定量评估，功率放大器(PA)被认为是理想的增益级。实践中，PA会增加噪声和非线性效应，但对于下面的各个示例，特别设计的PA可以确保完整发射路径的性能符合要求。各示例均使用一个10 MHz带宽内最大输出设置为-3.0 dBm的CPE收发器。

第一个示例是一个工作在ISM频段的1W点到多点微蜂窝，发射带宽为10MHz，中心频率为2417 MHz。第一个要符合的法定限制是20 dB的信道外衰减，信道内功率为-13 dBm/MHz，因此衰减限制为-33 dBm/MHz，如图3的“20dB衰减限制”所示。

图3 发射辐射与频率偏移的关系以及法定限制

图3包含来自图2的ADI公司AD9354性能曲线，以便快速比较法定限制与收发器辐射。由于AD9354信道外能量远低于-33dBm/MHz限制线，因此该收发器满足20dB衰减要求。

第二个限制是50dB或-41.25dBm/MHz的OOB衰减，以衰减较小者为准。Pout=30dBm，因此50dB是较小的衰减。目标信号带宽中心与ISM边缘的频率范围为17.5MHz(2417～2400MHz+500kHz)。从-13dBm/MHz的信道内功率衰减50dB，得到-63dBm/MHz的限制，如图3的“50dB衰减限制”所示。可以看出，AD9354的辐射远低于此限制。

最后，FCC要求2390 MHz限制频段边缘的杂散辐射衰减到-41.25dBm/MHz。频率范围为27.5MHz（2417～2390 MHz+500kHz）。由于这是一个绝对限值，因此需要考虑PA增益。为了将带内输出功率从-3dBm提升到30dBm，需要33dB的增益。将该值折合到收发器输出端，可以得到-74.25dBm/MHz的法定限制(-41.25dBm/MHz -33dB)，如图3中“-74.25dBm/MHz”线所示。

采用特许执照频段的毫微微蜂窝
在所有类型的基站中，毫微微蜂窝对成本最敏感，因此单芯片收发器必须满足这种应用的要求。表1显示，典型毫微微蜂窝基站可以提供高达20 dBm的带内输出功率。在信道边缘，杂散辐射需要降低33dB(43+ 10×log(0.1))。从-13dBm/MHz的信道内功率衰减33dB，得到-46dBm/MHz的法定限制，如图3的水平虚线所示。

采用特许执照频段的微微蜂窝
微微蜂窝涵盖的最大输出功率范围非常广，为20～30dBm。本例中，功率输出设置为27dBm，信道边缘所需的衰减为40dB(43+10×log(0.5))。从-13dBm/MHz的信道内功率衰减-40dB，得到法定限制为-53dBm/MHz，如图3中的-53dBm/MHz水平线所示。

采用特许执照频段的微蜂窝
微蜂窝一直是昂贵、大型分立式收发器设计的领地，它要求的增益和功率输出显著大于较小尺寸的蜂窝。表2所示的最高功率输出2W(33dBm)要求衰减46dB(43+10×log(2))。按照与前两例相同的逻辑进行分析，从-13dBm/MHz的信道内功率衰减46dB，得到-59dBm/MHz的法定限制。在图3中，通过比较AD9354辐射曲线与-59dBm/MHz的水平虚线可以发现，该器件有足够的裕量来满足此要求。

WiMAX CPE收发器的发射性能已大大改进，现已能够满足从微微蜂窝到微蜂窝的应用要求。与分立设计相比，除了集成发射路径所带来的成本和空间节省以外，单芯片收发器还能提供两个接收机，从而进一步节约成本和空间。