概述
具有我国自主知识产权的TD-LTE因为其频谱利用率高(下行：5bit/S/Hz;上行：2.5bit/S/Hz)；高速率(下行:100Mbps；上行:50Mbps)；低延时(100ms控制面，10ms用户面)，以及灵敏的频谱运用（可变带宽，1.4MHz;3MHz;5MHz,10MHz,15MHz,20MHz）正越来越遭到各个运营商的喜爱，到2011年2月，由我国移动主导联合7家运营商建议建立TD-LTE全球开展建议(GTI)，已开展至48家运营商成员，27家厂商合作伙伴；现在现已有38个运营商计划布置或正在进行实验。
本文将对TD-LTE的不同架构的发射机体系(包含发射和反应)的应战进行剖析，终究根据TD-LTE的空口目标要求进行体系目标分化，供给了TD-LTE发射机规划的思路及根据,一起结合TI的计划剖析了发射机链路要害器材的目标要求。
1、TD-LTE 发射机架构概要
为了愈加深化了解基站发射机体系的体系目标，本节将首要介绍现在在基站体系中常用的几种架构及各自的优缺陷，然后根据不同的要求挑选不同的发射机架构。
总的来说，对 TD-LTE 而言，现在最大的应战是带宽, 我国现在有 190MHz(2500-2690)接连带宽分配给TD-LTE，一起还有许多多频段的要求(比方 F+A；1880-1920MHz,2010-2015MHz)频段,等都对发射机，特别是反应通道的要求十分高;严厉的带外杂散要求，特别是 F 频段，对发射机体系而言也是十分大的一个应战，别的，高 EVM，低噪底的需求相同对体系规划是一个应战。
1.1 零中频发射，零中频反应
图 1 为零中频发射及零中频反应的架构图，其间调制器（modulator）的输入频点为零，解调制(demodulator)的输出频点为零，就称为零中频发射和反应。
该架构在技能上具有十分大的优势：
1) 发射和反应可以选用同一个本振信号，节省简化了体系规划和本钱；
2) 下降了 ADC 及 DAC 的采样率要求，特别是关于宽带的 TD-LTE 体系，因为 ADC 有出口控制，选用该种架构后，相关于实中频架构，对 ADC 的采样率要求下降了一半；
3) 因为调制器宽和调制的输入/输出频点为零，所以体系没有和中频有关的各种杂散信号，大大削减各种滤波器的需求；
4) 对 ADC 和 DAC 而言，其输入/输出频点低，本身的功能也大大进步，然后有利于体系规划；
5) 选用零中频后，可以确保 DPD 信号带内平整度高，然后利于 DPD 的处理。
现在，越来越多的基站发射机体系现已开端选用这种架构了，可是该架构相同有其缺陷：
1) 因为选用零中频架构，其本振走漏和边带信号都在信号带内，没有办法经过滤波器来对本振信号和边带进行按捺，彻底赖算法来进行校准，所以对算法的要求比较高；
2) DAC 的低次谐波(二次，三次)都会在带内，相同没有办法经过滤波器来按捺，所以需求DAC 本身有比较好的二次及三次谐波功能，一起也需求算法对低次谐波进行校准，会导致算法复杂化；
3) 因为发射通道和反应通道都是选用零中频架构，在做本振走漏和边带按捺时，需求差异发射通道的和反应通道的本振走漏信号，所以在反应通道中需求添加移相器来差异发射和反应信号的本振走漏信号。
考虑到现在的算法还不能十分好的校准本振走漏，边带信号，各种低次谐波信号，对 MCGSM体系，现在还没有选用该种架构。
1.2 零中频发射，实中频反应
和图 1 的架构不同，当反应通道选用混频器代替解调器后，就叫实中频反应。
该计划是现在最通用的架构，相较架构一，最大的差异就是在反应通道，所以其最大的长处：
1) 因为只是发射通道选用零中频，体系的本振走漏和边带校准相对算法比较简略；
2) 对反应通道而言，因为选用数字高中频的办法，其本振走漏和镜像信号都可以经过简略的滤波器滤除，无需做任何校准；
3) 因为选用实中频计划，只需求一路反应 ADC；
4) 下降了 DAC 的采样率，简化了 DAC 和调制器间抗混叠滤波器规划(只需求选用低通滤波器)。
该架构的缺陷在于：
1) 对反应通道的 ADC 采样率要求十分高，特别是对 TD-LTE 190MHz 带宽需求；
2) 反应通道的滤波器会引进 DPD 信号不平整性问题；
3) 需求两个本振信号现在大多数的基站都选用这种架构。
1.3 复中频发射，复中频反应
相较图 1 的的计划，差异是 DAC 的输出信号为高中频信号，ADC 的输入信号为高中频信号，其长处如下:
1) 发射和反应可以选用同一个本振信号，简化节省了体系规划和本钱；
2) 本振走漏和边带按捺可以经过滤波器来按捺，对算法要求大大下降；
3) 低次谐波信号在带外，可以经过滤波器来进行按捺，下降了对算法的要求；
4) 因为选用复中频架构，反应通道的 ADC 的选用率要求下降一半，特别对宽带 TD-LTE 体系尤为重要。
其缺陷:
1) 因为 DAC 和 ADC 的信号都是高频信号，对其功能影响比较大；
2) 解调器的线性目标会下降；
3) 发射和反应通道的平整度功能会比较差，对 DPD 的功能会有比较大的影响因为不需求做直流及边带校准，并且可以比较简略支撑宽带信号，在 TD-LTE 上有比较大的潜力。
2、TD-LTE 发射机目标剖析
本节将介绍 TD-LTE 的空口目标要求以及对应的体系目标分配,根据 3GPP TS 36.104 要求，TDLTE 的发射空口目标要求包含：基站输出功率，基站输出功率动态规模；发射机开/关功率；发射机信号质量；unwanted emission;发射互调及其他，下面将针对重要的目标进行剖析，分化。
2.1 基站输出功率
基站输出功率是指的天线口的每载波的均值功率，这个目标要求一般是由运营商提出来的，现在TD-LTE 一般要求支撑 8 天线 20W（43dBm）的最大功率输出，3GPP 要求其精度为+/-2dB, 极点条件下确保精度为+/-2.5dB, 可是为了简化功放规划，以及杰出的热规划，一般要求链路确保的功率动摇为+/-1dB, 在宽带信号，特别是我国的 TD-LTE 190MHz 带宽，怎样确保链路的功率动摇在+/-1dB 以内呢。
在挑选链路器材时，需求确保在 190MHz 带内的功率动摇尽量小，一般分配给 DAC 和调制的功率动摇在+/-0.5dB 以内，现在 TI 的 DAC34H8X+TRF3705 可以确保+/-0.5dB 的带内动摇要求。
除了链路器材的挑选要确保比较好动摇外，闭环功率校准也是有必要的，下表是对闭环校准的要求样例。
2.2 发射机开/关功率
发射机开关是专门针对 TD-LTE 的一个目标要求，因为 TD-LTE 选用同频接纳/发射，在发射机关断后要求其噪底对接纳机的影响有控制在必定规模之内，3GPP 要求其在关断后功率低于-85dBm/MHz, 归一化后： -85dBm/MHz=-(85+10*lg10^6)=-145dBm/Hz,考虑到增益，分配到 DAC机调制器的噪底要确保-155dBm/Hz 左右。
2.3 发射机信号质量
发射机的信号质量包含：频率差错；EVM(矢量起伏差错);多天线之间的时延同步。
2.3.1 频率差错
3GPP 要求, 调制载波频率在一个子帧周期 (1ms) 内观察到的频率差错不得超越+/-0.05ppm在 TD-LTE 发射机体系中，因为基带体系是彻底同步的，没有长时间频率差错，所以其频率差错首要来之于时钟和频综的奉献。
2.3.2 EVM(矢量起伏差错)
3GPP 要求对各种调制信号的要求如下表，一般对规划者而言，需求保存 2-3%的余量。
EVM的奉献对整个发射两路而言，首要来自于几部分: 数字处理和链路部分。
1：CFR (削峰处理), 为了进步 PA 的功率，削峰是现在结合 DPD 最重要的技能，它对体系的 EVM 有着十分重要的影响，不同的削峰技能功能不同，一般的硬削峰会比较简略，可是对体系的影响，特别是对EVM 的影响会比较大，现在常用的办法峰值对消法，尽管要求的资源比较多，可是对整个体系功能是最优的，此处不具体述具体的 CFR 对 EVM 的影响，可是需求清楚 CFR 对 EVM 有十分重要的影响。
2：链路部分,如下式发射链路的通用示意图，咱们可以列出 7 个影响 EVM的要素，本文不做具体推导，直接使用定论(2)。
A: I/Q 之路不平衡，设增益差为 δ dB
假如
则可以得到如下 EVM 和增益差错的联系
B: 正交调制器本振移相差错对β对 EVM 的影响
C: 本振走漏? 对 EVM 的影响
D: 本振相位噪声 ? 对 EVM 的影响，设 G? 为相位噪声的功率谱密度，则
除以上首要影响，通道滤波器的幅频特性失真，通道滤波器的非线性相位失真，链路的非线性失真都会影响发射机的 EVM, 式(5)给出了链路总 EVM 的核算式
2.3.3 多天线同步时延差错
TD-LTE 除了智能天线要求的多天线之间的相位要求之外，3GPP 对多天线之间的相位差错也要求不得大于 65ns, 一般分配到发射机信号链路的推迟不得大于 30ns, 所以对发射链路一般要求调制器共本振，DAC 共时钟，并且因为 DAC 里边集成了 FIFO，一般还要求 DAC 可以同步，一起假如多天线之间的相位推迟是固定的，一般需求进行补偿，假如多天线之间的相位推迟存在不确定性，需求确保不确定性尽量小。
2.4 Un-wanted emissions(杂散辐射要求)
Un-wanted emissions 包含带外辐射和杂散辐射两部分，带外辐射是是指发射机作业带宽的下限频点到10MHz 间隔以内的规模内的辐射要求，以及上限频率以上 10MHz 以内规模的辐射要求，以 UMTS 为列，发射机作业带宽为 2110-2170MH 在，所以带外杂散就是指 2100-2110MHz 以及 2170-2180MHz 规模内的杂散要求；除掉带外辐射要求的频率规模内的信号，其他区域的杂散都归于杂散辐射目标的要求。
2.4.1 Operating band unwanted emissions
Operating band unwanted emissions 是 Un-wanted emission 中的一种，其近端的奉献首要来至于 DPD后功放的剩余非线性产品以及本振信号的相位噪声，而远端的奉献首要来之于发射链路的噪底，以及DPD 后功放的剩余非线性产品，发射链路落在带内的杂散对远端辐射也有比较大的影响。
如上所示为带内杂散模板，其间蓝色是 FCC 的要求，在偏移 1MHz 时，需求满意 22dBm/MHz， 而我国移动只需求满意 3GPP cat A 的需求，在偏移 1MHz 时，需求满意-11dBm/MHz 的要求，可是为了支撑beam forming,需求添加 9dB 的要求，即在偏移 1MHz 时，需求满意-20dBm/MHz 要求，设功放输出功率为 20W（43dBm），对 20MHz 的 TD-LTE 信号而言，为了满意 3GPP 要求。
0-1MHz: 43dBm-10*log (18MHz)-(-11dBm/MHz) =40.5dBc
1MHz-10MHz: 43dBm-10*log (18MHz)-(-13dBm/MHz) =42.5dBc
10MHz: 43dBm-10*log (18MHz)-(–15dBm/MHz) =44.5dBc
根据如上的成果，可以分配到 DUC，CFR,调制器，功放等每一级，确保级联成果不得低于如上的值。
2.4.2 ACLR(邻道走漏功率按捺比)
ACLR 是指主信号的均值功率和领道信号功率的比值，一般 3GPP cat A 要求其可以取满意于-45dB 的相对比值，或许取-13dBm/MHz 作为肯定的值的领道功率，可以两者取其轻； cat B 是可以在相对 45dB或许肯定-15dBm/MHz 中取其轻，相对带内杂散要求来说，ACPR 要求更低，一般是用来评价发射机体系的非线性目标的，在体系中，PA driver, 调制的非线性，本振信号的相位噪声，以及 DAC 的非线性目标都会影响体系的 ACLR。
ACLR 是一个体系目标，对应的 PA driver, 调制器的非线性目标为 OIP3, 粗约的转化可以表明为:
1 载波 ACPR=IIM3I-3dB
2 载波 ACPR=IIM3I-9dB
4 载波 ACPR=IIM3I-12dB
所以可以根据 IM3 算出 OIP3，然后根据 OIP3 的级联公式可以算出对每一级器材的 OIP3 要求。
2.4.3 Transmitter spurious emissions(发射杂散)
发射杂散是指 9KHz 到 12.5GHz 频段，除掉带内杂散以外的一切频率规模内的杂散要求，这是一个强制的要求，如下总结了通用的杂散目标，发射通道对接纳通道的杂散要求，共存杂散目标，共站址等杂散目标要求，对共存，共站址没有列出一切的频率规模，只是列出了一些代表部分，具体的规划需求对照3GPP 里边列出的一切频率规模的杂散目标要求。
特别是对接纳机的信号搅扰，需求确保-96dBm-10*log(100KHz/Hz)=-146dBm/Hz,这是没有滤波器按捺的，需求确保在发射机关断后，其输出的功率极低;关于共站址的-98dBm 杂散要求，需求在规划双工器的时分针对对应的共站址频率进行相应的按捺。
一起要考虑各种或许的交调产品落在对应的频率规模内(有许多核算交调的东西),需求考虑到各种或许的信号，如时钟频率及谐波，PLL 频率及谐波，以及其相互之间的交调产品。
2.4.4 发射互调
发射互调要求是用来测验发射机按捺本身非线性的才能，测验的搅扰信号为 5MHz E-UTRA，均值功率为 43dBm-30dB=13dBm 的信号，其方位别离坐落离主信号+/-12.5MHz,+/-7.5MH 在,+/-2.5MHz 处，其交调产品要满意图 6 所以的杂散辐射模板。
3、TI TD-LTE 发射要害器材要求
第二节具体解析了发射机的目标要求，本节将根据其目标要求，结合 TI 的计划介绍要点器材的需求(DAC+调制器,时钟，频综)。
3.1 DAC+调制器
高带宽：支撑 190MHz BW，需求的 DPD 带宽至少 600MHz，DAC 数据速率 750MHz。
(750*0.8=600MHz) DAC 采样率 750*2=1.5Gpbs, DAC34SH84 采样率 1.5GHz, 支撑最大 600MHz 信号带宽。
低噪声:考虑远端噪声模板要求，保存 13dB 余量，DAC+调制的噪声要求应该低于:-22dBm/MHz-13dB-(-43dBm-(-14dBm))-10lg1MHz=-152dBm/Hz，DAC34SH84 噪底为-156dBm/Hz, TRF3705 噪底 -157dBm/Hz,所以总噪声为大约为-153dBm/Hz。
平整度:图 8 为 DAC34SH84+TRF3705 的平整图,结合频率校准，可以满意平整度要求。
SFDR：考虑单载波信号，带宽 20MHz, 对带内杂散目标要求，假定 10%奉献来自于DAC34SH84+TRF3705，SFDR 需求好于： [43dBm-10lg (18MHz)]-[(-22dBm)-(10lg1MHz)]-10lg0.1=63dB
总结
本文具体介绍了发射机的体系目标要求及分化，各种目标对体系的要求，以及要害器材的挑选，结合 TI 的计划 DAC34SH84+TRF3705，为 TD-LTE 供给了一套发射机体系计划剖析的思路及器材挑选的根据。
