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NCDMA中的频谱反转以确保符合3GPP2

星星科技指导员 来源:ADI 作者:ADI 2023-03-07 13:57 次阅读

与许多其他蜂窝标准不同,3GPP2标准要求NCDMA在传输前和接收后在物理层执行频谱反转。随着当今射频RF收发器和基带处理器的大量选择,很容易想象如何遇到一组RF收发器和基带处理器,它们的发射和接收路径中的频谱不匹配。这种简单的疏忽将导致不符合3GPP2标准并无法解调。但是,有一些简单的威廉希尔官方网站 可以帮助确定是否已对信号执行频谱反转。

介绍

教程将帮助设计工程师管理频谱反演以符合 3GPP2 标准。对于系统集成商来说,重要的是要记住,与许多其他蜂窝标准不同,3GPP2标准要求NCDMA在传输之前和接收后在物理层(通常在射频(RF)IC内)执行频谱反转。随着当今RF收发器和基带处理器的大量选择,很容易想象如何找到一组RF收发器和基带处理器,其发射和接收路径中的频谱不匹配。这种简单的疏忽将导致不符合3GPP2标准并无法解调。但是,有一些简单的威廉希尔官方网站 可以帮助确定是否已对信号执行频谱反转。本教程介绍了三种在没有内置频谱反转的RF收发器上执行频谱反转的威廉希尔官方网站 。

如何检测频谱反转

在发射机中,确定频谱是否反转的最简单方法是将标称正频率的单音连续波(CW)与本振(LO)频率进行比较。如果RF CW输出频率大于LO频率(正偏移),则没有发生频谱反转。但如果LO频率大于RF输出频率,则频谱已经反转。

在接收路径中,如果正偏移RF输入频率产生的I输出领先Q输出90°,则RF解调器没有进行频谱反转。通常,RF解调器的调制格式遵循调制器。为了演示这些要点,让我们检查一下 WCDMA 系统的上行链路和下行链路路径,如 3GPP 标准 TS 25.213 中指定(图 1)。

poYBAGQG0k-ABWb2AAAbN4DPyso587.gif

图1.WCDMA I/Q调制和解调格式。请注意,Q通道乘以负相位LO,即-sin(ω瞧t),如红色所示。

变送器信号

为简单起见,假设发射器基带I和Q信号由下式表示:

Vm = ejωmt = cos(ωmt) + jsin(ωmt)

(请注意,这是基带上的正频率、复杂音调。

发射器I和Q LO由下式表示:

LOITX = cos(ωLOt) and LOQTX = -sin(ωLOt)

现在注意Q LO的负极性:

VTX = cos(ωmt)cos(ωLOt) - sin(ωmt)sin(ωLOt)

VTX = 1/2cos((ωm - ωLO)t) + 1/2cos((ωm + ωLO)t) - 1/2cos((ωm - ωLO)t) + 1/2cos((ωm + ωLO)t)

VTX = cos((ωm + ωLO)t)

如上式所示,正调制基带信号与负相位LO频率相结合,产生高于LO频率的RF输出频率。结果是没有频谱反转。

接收信号

在接收端,假设相同的发射RF信号以与发射器相同的LO格式接收和解调:

VRX = cos(ωRXt),其中 ωRX = ωm + ωLO

VLO = e-jωLOt = cos(ωLOt) - jsin(ωLOt)

VBB = cos(ωRXt)cos(ωLOt) - jcos(ωRXt)sin(ωLOt)

在乘除项并应用低通滤波以删除较高频率后:

VBBI = 1/2cos((ωRX - ωLO)t) 和 VBBQ = 1/2sin((ωRX - ωLO)t)

用ωm + ωLO代替ωRX,I和Q基带输出与TX基带输入的I和Q相同:

Im = cos(ωmt) 和 Qm = sin(ωmt)

执行频谱反演

现在我们已经清楚地了解如何检测频谱反转,我们将注意力转向有目的地实现它的可用方法。如前所述,3GPP2标准要求NCDMA的信号频谱在传输之前和接收后反转。以下是可用于频谱反演的三种简单方法。

方法 1

通过采用正相位LO进行频谱反转。这是 3GPP2 标准推荐的调制格式(图 2)。

pYYBAGQG1HeATFsxAAAo9rQfMwo068.png

图2.NCDMA I/Q 调制格式。注意Q通道如何乘以具有正相位的LO,即sin(ωmt),以红色突出显示。

Im = cos(ωmt) 和 Qm = sin(ωmt)

LOITX = cos(ωLOt) and LOQTX = sin(ωLOt)

VTX = cos(ωmt)cos(ωLOt) + sin(ωmt)sin(ωLOt)

VTX = 1/2cos((ωm - ωLO)t) + 1/2cos((ωm + ωLO)t) + 1/2cos((ωm - ωLO)t) - 1/2cos((ωm + ωLO)t)

VTX = cos((ωm - ωLO)t)

如图所示,RF输出频率低于LO频率。因此,频谱已被反转。

方法 2

通过反转Q基带信号的极性进行频谱反转。

Im = cos(ωmt) 和 Qm = -sin(ωmt)

LOITX = cos(ωLOt) and LOQTX = -sin(ωLOt)

VTX = cos(ωmt)cos(ωLOt) + sin(ωmt)sin(ωLOt)

VTX = cos((ωm - ωLO)t)

方法 3

通过交换I和Q发射基带信号进行频谱反转。

Im = sin(ωmt) 和 Qm = cos(ωmt)

LOITX = cos(ωLOt) and LOQTX = -sin(ωLOt)

VTX = sin(ωmt)cos(ωLOt) - cos(ωmt)sin(ωLOt)

VTX = 1/2sin((ωm + ωLO)t) + 1/2sin((ωm - ωLO)t) - 1/2sin((ωm + ωLO)t) + 1/2sin((ωm - ωLO)t)

VTX = sin((ωm - ωLO)t)

结论

方法1是3GPP2标准推荐的执行频谱反演的方法。但是,如上所示,其他方法可以达到相同的结果,并且仍然符合规范。对于MAX2553 WCDMA收发器衍生器件的所有情况,基带输入和输出引脚均被标记,以便收发器中、发送器路径和接收器路径中均不发生频谱反转。为了符合3GPP2标准,应该意识到这一点,并应用上述方法之一来反转发射频谱。对于接收路径,在大多数情况下也需要相应的反转,除非基带已经编程为接受反相频谱信号。

审核编辑:郭婷

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