WiMAX技术领域的RF芯片组设计挑战

。根据二者的对应关系，64-QAM 信号的灵敏度相当于-21.5 dB 的EVM值。通常，为达到-23.5 dB，我们应为该参数增加2 dB 的容限。

接收机还采用自动增益控制(AGC) 函数向模数转换器(ADC) 常量提供输出功率。ADC 的动态范围是固定的，而采用其整个动态范围也是可行的。输入信号的改变可确保输出功率为常量，同时AGC 会使增益发生变动。为了达到所需的灵敏度，需要在含AGC 函数的输入功率设置下，实现适当的系统噪声系数性能。设计人员可通过添加额外的低噪声放大器(LNA) 或减小现有噪声级的噪声系数来修改系统噪声系数，这两种方法都能降低整体系统噪声系数，并提高系统的灵敏度。

设计人员还应考虑到与邻道阻塞性能有关的WiMAX 参数。该参数显示了接收机抗干扰信号的能力，以及接收机对相隔一两个通道的阻断抑制功能。这种接收机参数要求非常严格，这表明接收机工作状态的线性性能要求以及线路中滤波的位置及选择性。如果我们任意地靠增加LNA 来降低系统噪声系数与提高灵敏度，那么反而可能会对阻塞性能产生消极影响。

我们针对两种工作情况制定了接收机(RX) 阻断规范：一是工作在接近最小灵敏度时；二是工作在接近最大输入功率时。这两种极端情况反映了接收机在最大和最小增益设置下的情况。就最大增益来说，规范要求接收机工作在灵敏度水平上，即这时的输入功率检测到EVM 值为-23.5 dB，加上3 dB，这就使EVM 性能好于-23.5 dB。相邻或相隔一个通道的阻断信号以与所需信号相同的功率级进行不断传输，直到系统EVM 衰减至-23.5 dB 为止。阻断性能由所需信号和干扰信号之间的变数增量决定。同样，最小增益情况下，输入功率以相对较高的功率进行传输：-30 dBm。阻断信号以相同的水平进行传输，而所需信号减少，同时根据所需设置点调节AGC，直到系统EVM 降至?23.5 dB 为止。这种情况下，阻断性能也由所需信号和干扰信号之间的变数增量决定。规范要求所需信号和阻断信号之间的变数增量差就相邻通道为4 dB，就隔一个通道的情况而言为11 dB。

检测性能

我们通过采用TSW5003 参考设计板的TI WiMAX 芯片组来检测发送器和接收机的WiMAX 系统参数。图1 显示了采用超外差架构的五芯片组解决方案的结构图。

 

图1：TI TSW5003 参考设计结构图

该解决方案采用10 MHz 宽的表面声波(SAW) 滤波器，配合使用多种常见的信号频带宽度：3.5 MHz、7 MHz、5 MHz 和10 MHz。TRF1223 PA 为1W 的A 类放大器，它能在一定温度和频率范围内提供20 dBm 的调制输出功率。图2 所示为EVM 性能曲线。

 

图2：TSW5003 收发机EVM 性能与功率输出

上述曲线清晰表明无线电技术就EVM 性能而言的额定输出性能，但仍不能反映整体性能情况。尽管在EVM 性能较好情况下，收发器(TX) 频谱掩模等参数可能会符合要求，但仍不能确保寄生输出的性能。我们可有效利用基带、间歇频率（IF）和RF 滤波器来大幅降低各种预期的并与混频器的载波馈通、DAC 图像及第二谐波等相关的寄生信号。有关谐波以及时钟信号与LO 信号互调混合产物的寄生信号更加难以预测，这会造成严重障碍，特别是影响芯片组集成度的提高，进而造成隔离方面的问题。

额定为20 dBm 的TSW5003 设计方案在额定功率下寄生输出不大于-50 dBm，这样可提供10 dB 的容限。提供一定的设计容限也很好，可以使解决方案灵活地采用更高的额定功率。举例来说，室内应用的额定功率会提高到24 至27dBm，这样我们采用适当的功率放大器并做相应改动就可替代现有的功率放大器。与此同时，随着功率的提高，增益也增加了4 至7 dB，这会降低寄生输出的容限，不过至少还会剩下3 至6 dB 的容限。

图3 显示了接收机EVM 曲线以及-20 dBm 的ADC 恒定输入功率。根据该图形信息我们可得知接收机灵敏度，不过仍不能确保阻断测量情况符合标准要求。与发射器相比较，接收机需要特定的带宽限制滤波器来满足相邻通道的阻断要求。该架构可支持高IF SAW 滤波器和两个可交换的即时低IF滤波器。高IF滤波器有10 MHz 的带宽可传输10MHz或更低带宽的所需信号。低频IF SAW 无需修改任何硬件即可支持两个不同的信号带宽。TRF1212 中AGC 放大器的过滤机制加上较大的动态范围，有助于满足灵敏度方面严格的阻断规范要求。凭借上述方法以及TRF1216 LNA 中的集成可交换衰减器，我们可以成功进行高功率的阻断测试，有助于提高高功率情况下的线性。图4 显示了TSW5003 的阻断性能。

图3：TSW5003接收机EVM 曲线与输入功率

接收机的高动态范围配合可交换的滤波器，有助于灵活地支持各种系统实施。尽管EVM 初期扫