ADS58C48切換模式在時(shí)分通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

ADS58C48 是德州儀器（Texas Instruments）推出的采樣頻率高達(dá) 200MSPS 的 4 通道 11 位模 數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），單電源1.8V 工作，總功耗為 0.9W.ADS58C48 采用 SNRBoost3G技術(shù)， 140MHz 時(shí)的 SFDR 為 82dBc,支持帶寬高達(dá) 60MHz,可為要求高信號(hào)帶寬的多載波與多模式通 信系統(tǒng)（如 CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE 以及 WiMAX 等）提高帶內(nèi)信噪比（SNR）。 ADS58C48 的 SNRBoost 技術(shù)可在 185MSPS 為整個(gè) 60MHz 帶寬提高達(dá) 4.3dB 的 SNR,從而可 為各種通信提高帶寬與靈敏度，滿足 RRH（Remote Radio Head）、軟件無(wú)線電、無(wú)線中繼器以 及 MIMO 分集接收機(jī)等應(yīng)用需求。

　　ADS58C48 的關(guān)鍵特性和優(yōu)勢(shì)

　　1、可編程SNRBoost 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)60MHz 帶寬下高達(dá)72.3dB 的SNR 性能，或30MHz 帶寬下達(dá)75.4db 的SNR 性能，從而滿足客戶3G 與4G 接收機(jī)靈敏度規(guī)范的要求；

　　2、低功耗：在200MSPS 下單位通道功耗為215mW,可幫助制造商成功設(shè)計(jì)低功耗高密度四通道接收機(jī)與數(shù)字預(yù)失真（DPD）反饋環(huán)路；

　　3、輸出可選CMOS 或DDR LVDS,可實(shí)現(xiàn)與TI GC53xx 數(shù)字射頻產(chǎn)品、FPGA 以及數(shù)字ASIC 解決方案的便捷連接；

　　4、包括DAC3484、LMH6522/1、TRF3705、LMH04808、GC5330、LMX2531/2581 以及TMS320C6748 在內(nèi)的完整信號(hào)鏈可加速產(chǎn)品的上市進(jìn)程。

　　5、支持SNRBoost 切換，可同時(shí)用于接收和DPD 鏈路。

　　作為完整信號(hào)鏈的一部分，ADS58C48 四通道 ADC 可以無(wú)縫連接 TI 的 DVGA（如 LMH6522/1）以 及功放預(yù)失真（DPD）芯片 GC5330,GC5337 等，同時(shí) TI 提供完整的時(shí)鐘分配 LMK04808 和本 振 LMX2531/2581 的解決方案。

　　ADS58C48 是 4 通道的產(chǎn)品。它采用 TI 的專利 SNRBoost 技術(shù)，可以把信噪比提升，達(dá)到 14bit ADC 的信噪比，可以用在通信系統(tǒng)的接收通道，同時(shí)也支持 SNRBoost 功能關(guān)閉，使其成為一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)的 11bit 200Mhz 的 ADC,可以用在通信系統(tǒng)的 DPD 反饋接收通道中。

　　時(shí)分通信系統(tǒng)（TDD）簡(jiǎn)介

　　時(shí)分通信系統(tǒng)是指在移動(dòng)通信系統(tǒng)中接收和傳送是在同一頻率信道即載波的不同時(shí)隙，用保證 時(shí)間來(lái)分離接收與發(fā)送信道；移動(dòng)通信系統(tǒng)中 TDD 模式的上下行信道用同樣的頻率，因而具有 上下行信道的互惠性，這給 TDD 模式的移動(dòng)通信系統(tǒng)帶來(lái)許多優(yōu)勢(shì)。比如它不需要分配對(duì)稱頻 段的頻率，并可在每信道內(nèi)靈活控制、改變發(fā)送和接收時(shí)段的時(shí)隙比例等優(yōu)點(diǎn)。時(shí)分系統(tǒng)具有 通信號(hào)質(zhì)量高，保密較好，系統(tǒng)容量較大等優(yōu)點(diǎn)，但它必須有精確的定時(shí)和同步以保證移動(dòng)終 端和基站間正常通信，技術(shù)上比較復(fù)雜。

　　由于移動(dòng)系統(tǒng)發(fā)信機(jī)的大功率發(fā)射與新的調(diào)制方式帶來(lái)的信號(hào) PAR 變大，功率放大器的發(fā)射功 率正在被推向之前從未有過(guò)的極限。大功率的放大器帶來(lái)一系列的問(wèn)題，比如功耗，成本，散 熱，可靠性等，因此提升功放的效率十分必要。數(shù)字預(yù)失真（DPD）在提高效率，多載波應(yīng) 用，修正效果和自適應(yīng)能力上有很的優(yōu)勢(shì)，幾乎成為新系統(tǒng)的標(biāo)配。下圖是典型的時(shí)分帶 DPD 功能的通信系統(tǒng)。

　　ADS58C48 切換模式在時(shí)分通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　系統(tǒng)中由于引入了 DPD 功能，因此又多了一路對(duì)反饋鏈路 ADC 的需求，這樣就帶來(lái)了系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的復(fù)雜和成本的上升。DPD 是對(duì)功放進(jìn)行校正，因此必須在發(fā)射時(shí)隙工作。由于時(shí)分系統(tǒng)的收發(fā) 是按照時(shí)間分開(kāi)的，因此可以考慮在發(fā)射時(shí)隙時(shí)，用接收鏈路來(lái)進(jìn)行 DPD 反饋鏈路的數(shù)據(jù)采集， 使接收和反饋共用同一鏈路，可以大大的簡(jiǎn)化系統(tǒng)的成本。但是時(shí)分通信系統(tǒng)的接收鏈路和 DPD 的反饋接收鏈路所關(guān)注的參數(shù)不同，因此關(guān)心的指標(biāo)也不同。而且時(shí)分系統(tǒng)必須滿足系統(tǒng)的同步 和定時(shí)功能，因此必須仔細(xì)的設(shè)計(jì)鏈路。

　　ADS58C48 的 SNRBoost 功能可以使帶內(nèi)的信噪比得到提升，在 40M 帶寬內(nèi)信噪比可到 74.5dB,60M 帶寬內(nèi)信噪比可到 72.3dB.完全可以應(yīng)用在時(shí)分系統(tǒng)的接收通道，滿足靈敏度等 指標(biāo)的需求。ADS58C48 的 SNRBoost 功能關(guān)閉后，有效信號(hào)帶寬可達(dá) 100Mhz,完全能夠滿足 DPD 反饋鏈路的需求。ADS58C48 的 SNRBoost 功能可以通過(guò)寄存器，也可以通過(guò)管腳進(jìn)行使 能?？紤]到時(shí)分系統(tǒng)對(duì)時(shí)延和同步的嚴(yán)格要求，最好使用 ADS58C48 控制管腳使能和關(guān)閉 SNRBoost 功能。

時(shí)分通信系統(tǒng)為了能正常的工作，有嚴(yán)格的同步要求，必須精確的測(cè)定出鏈路的時(shí)延，以作出補(bǔ) 償，滿足系統(tǒng)同步的要求。在反饋通道和接收通道共用一個(gè)鏈路時(shí)，更是要準(zhǔn)確測(cè)量出時(shí)延參 數(shù)。時(shí)延參數(shù)包括通道絕對(duì)時(shí)延和收發(fā)切換時(shí)間提前量?jī)刹糠?。而收發(fā)切換時(shí)間提前量又是建立 在知道通道絕對(duì)時(shí)延的基礎(chǔ)上的。因此要測(cè)量確定出上下行鏈路中從天線口到基帶數(shù)據(jù)之間的絕 對(duì)時(shí)延，然后考慮到系統(tǒng)的要求，確定出收發(fā)時(shí)間提前量，在基帶部分和數(shù)字預(yù)失真部分延遲接 收以彌補(bǔ)這部分的時(shí)延差，以滿足系統(tǒng)的同步要求。下圖是是以 TD LTE 為例的一個(gè)補(bǔ)償時(shí)延的需求框圖。

　　在上圖中可以看到，接收的開(kāi)關(guān)是應(yīng)該在 GP 時(shí)隙生效的，如果數(shù)據(jù)過(guò)早或過(guò)完接收的話都會(huì)造成錯(cuò)誤。

　　根據(jù)測(cè)量使用的儀器不同，一般時(shí)延測(cè)量主要可采用的方案有很多種，比如網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量時(shí)延、示波器測(cè)量時(shí)延、矢量信號(hào)分析儀測(cè)量時(shí)延、時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí)延和相位計(jì)測(cè)量時(shí)延。下圖 是某時(shí)分通信系統(tǒng)的模擬鏈路的時(shí)延測(cè)試結(jié)果。

　　ADS58C48 的 SNRBoost 功能的 latency 時(shí)間如圖

　　模擬鏈路的時(shí)延由ADC 時(shí)延和模擬鏈路的時(shí)延共同決定。數(shù)字鏈路的時(shí)延主要由數(shù)字上下變頻器，峰均比抑制等環(huán)節(jié)決定。當(dāng)兩部的時(shí)延都精確的確定后，就可以設(shè)定好系統(tǒng)的時(shí)延，使其滿足圖5 系統(tǒng)的時(shí)延要求，然后按照相應(yīng)的要求，由系統(tǒng)的主控單元在確定的時(shí)間點(diǎn)打開(kāi)和關(guān)閉系統(tǒng)的接收鏈路和反饋鏈路的開(kāi)關(guān)。

　　總結(jié)

　　ADS58C48 是德州儀器（Texas Instruments）新推出的低功耗，高密度，高采樣率，高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，這款芯片目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在通信行業(yè)。本文以TD-LTE 系統(tǒng)為

　　例，詳細(xì)介紹了時(shí)延在在時(shí)分通信系統(tǒng)中的重要性，以及如何確定系統(tǒng)的時(shí)延。