中國TD-SCDMA系統(tǒng)如何實現(xiàn)向TD-LTE發(fā)展

今天的TD-SCDMA手機的數(shù)據(jù)下載和上傳速率只有384kbps，而且還只是理論值，不論對于將可視通話和互聯(lián)網(wǎng)接入視為TD-SCDMA手機主要賣點的運營商，還是對于想在TD-SCDMA手機同樣享受到在PC或筆記本電腦上同樣使用體驗的最終用戶，這樣的數(shù)據(jù)帶寬肯定是遠遠不夠的。這就決定了TD-SCDMA未來肯定要向更高數(shù)據(jù)帶寬方向發(fā)展，那么它的未來應(yīng)該如何演進呢？ADI公司RF和聯(lián)網(wǎng)元件部門負責業(yè)務(wù)發(fā)展的總監(jiān)David M. Boylan明確地給出了答案。

他在今年的IIC-China展會上表示：“對于中國來說，TD-SCDMA系統(tǒng)將向著TD-LTE演進。最初的LTE部署可望在向全IP網(wǎng)絡(luò)演變的同時，覆蓋現(xiàn)有的HSPA或2G網(wǎng)絡(luò)標準。”根據(jù)即將在2009年公布的3GPP Rel 8，LTE的下載速率將可達到100Mbps，上傳速率將可達到50Mbps，數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)將采用OFDMA以支持更高的數(shù)據(jù)速率，他補充道。

那么，3.5G LTE對基站和終端提出了哪些要求呢？David說，3.5G LTE必須在新的頻帶上實現(xiàn)更低的每比特成本，支持1.4到20MHz的可變信道帶寬，支持100Mbps/50Mbps的下載/上傳數(shù)據(jù)速率，以及在有效限制手機功耗情況下采用開放接口網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。最初的試驗結(jié)果已顯示，3.5G LTE下載數(shù)據(jù)速率效率是目前HSPA的3倍以上。

這么高的數(shù)據(jù)速率對EVM和本振的相位噪聲提出了更嚴格的要求，而且對可變信道帶寬的支持也要求功放在更寬的頻帶上實現(xiàn)高線性化。那么，3.5G LTE基站的信號發(fā)射和接收架構(gòu)應(yīng)該如何實現(xiàn)呢？

理論上講，3.5G LTE的發(fā)射架構(gòu)仍然可以采用2G/3G時代的RF-基帶直接下變頻架構(gòu)和RF-中頻-基帶的IF轉(zhuǎn)換架構(gòu)。兩種架構(gòu)各有優(yōu)缺點，直接下變頻架構(gòu)實現(xiàn)成本低，但性能要差一些。IF轉(zhuǎn)換架構(gòu)實現(xiàn)成本高一些，但性能要好一些。但不管是哪種架構(gòu)，PLL的典型相位抖動的EVM性能指標要低于1% rms。

LTE對發(fā)射通道的總的性能要求為：1）3.5G LTE頻譜質(zhì)量和輻射限制應(yīng)當符合現(xiàn)有3G WCDMA規(guī)格要求；2）單載波LTE發(fā)射器可以與3G架構(gòu)非常類似；3）EVM和頻譜質(zhì)量是關(guān)鍵指標；4）DAC的動態(tài)范圍由發(fā)射的LTE（或WCDMA）載波數(shù)量決定。對高動態(tài)范圍的多載波設(shè)計而言，建議采用16位DAC。5）目前業(yè)內(nèi)的寬帶IQ調(diào)制器可以提供必需的動態(tài)范圍：SFDR=2/3（OIP3-NSD）〉80dB。6）為得到最好的EVM性能，建議選擇集成VCO的寬帶小數(shù)-N合成器。7）為了滿足頻譜質(zhì)量和高PAR OFDM要求，必須選用高線性度前置放大器和功放。

對于接收通道來講，如果選用IF轉(zhuǎn)換架構(gòu)，那么選擇高IF（單次轉(zhuǎn)換）和低IF（二次轉(zhuǎn)換）對接收通道的影響也是各有千秋。例如，如果選擇高IF，那么ADC線性度良好，ADC噪聲性能也良好，系統(tǒng)復(fù)雜性更低，信道可選擇性好，系統(tǒng)成本也會因為更低復(fù)雜度和更少的轉(zhuǎn)換級而更低，但不足的地方是，對抖動/PN的靈敏度高，轉(zhuǎn)換器成本更高，為了實現(xiàn)更好的線性度而需要的轉(zhuǎn)換器功率也更高。

如果選擇低IF，那么ADC線性度將會更好，ADC噪聲性能也會更好，對抖動/PN的靈敏度低，信道可選擇性也更好，轉(zhuǎn)換器成本更低，轉(zhuǎn)換器功率也更低，但不足的地方是，系統(tǒng)復(fù)雜性更高（因增加了一個轉(zhuǎn)換級），系統(tǒng)成本也會因為信號鏈上更多的元件數(shù)而更高。

如果選擇直接下變頻架構(gòu)，也各有優(yōu)缺點。優(yōu)點包括：很好的轉(zhuǎn)換器性能，非常簡單的信號鏈和架構(gòu)，更低的元件數(shù)，更低的系統(tǒng)成本。缺點包括：增益/相位/非正交I&Q信號的正交誤差較大，有DC失調(diào)問題，信號鏈可能很難設(shè)置和維護。

總的來講，與TD-SCDMA相比，幀的結(jié)構(gòu)沒有任何改變。LTE FDD和TD-LTE在現(xiàn)有標準的接收靈敏度水平方面也沒有什么區(qū)別。不過，LTE要求明顯比TD-SCDMA更嚴苛！如果現(xiàn)有的TD-SCDMA平臺不能提供足夠的裕量，那么主要的接收通道可能不得不進行重新設(shè)計。軟件和DSP需要升級以滿足可伸縮OFDMA對信號處理和調(diào)度的新要求。