ADI:中國TD-SCDMA系統如何實現向TD-LTE發展

今天的TD-SCDMA手機的數據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網接入視為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，這樣的數據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據帶寬方向發展，那么它的未來應該如何演進呢？ADI公司RF和聯網元件部門負責業務發展的總監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系統將向著TD-LTE演進。最初的LTE部署可望在向全IP網絡演變的同時，覆蓋現有的HSPA或2G網絡標準。”根據即將在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，數據調制技術將采用OFDMA以支持更高的數據速率，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/上傳數據速率，以及在有效限制手機功耗情況下采用開放接口網絡架構。最初的試驗結果已顯示，3.5G LTE下載數據速率效率是目前HSPA的3倍以上。

這么高的數據速率對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高線性化。那么，3.5G LTE基站的信號發射和接收架構應該如何實現呢？

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

LTE對發射通道的總的性能要求為：1）3.5G LTE頻譜質量和輻射限制應當符合現有3G WCDMA規格要求；2）單載波LTE發射器可以與3G架構非常類似；3）EVM和頻譜質量是關鍵指標；4）DAC的動態范圍由發射的LTE（或WCDMA）載波數量決定。對高動態范圍的多載波設計而言，建議采用16位DAC。5）目前業內的寬帶IQ調制器可以提供必需的動態范圍：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-N合成器。7）為了滿足頻譜質量和高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轉換架構，那么選擇高IF（單次轉換）和低IF（二次轉換）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，系統復雜性更低，信道可選擇性好，系統成本也會因為更低復雜度和更少的轉換級而更低，但不足的地方是，對抖動/PN的靈敏度高，轉換器成本更高，為了實現更好的線性度而需要的轉換器功率也更高。

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，轉換器成本更低，轉換器功率也更低，但不足的地方是，系統復雜性更高（因增加了一個轉換級），系統成本也會因為信號鏈上更多的元件數而更高。

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

總的來講，與TD-SCDMA相比，幀的結構沒有任何改變。LTE FDD和TD-LTE在現有標準的接收靈敏度水平方面也沒有什么區別。不過，LTE要求明顯比TD-SCDMA更嚴苛！如果現有的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計。軟件和DSP需要升級以滿足可伸縮OFDMA對信號處理和調度的新要求。