宽带A类放大器在通讯测验中的使用

■ MILMEGA公司

Broadband Class A amplifiers in Communications Test Applications

简介

本文介绍了第三代（WCDMA）和第四代（OFDM）手机调制计划及其要害传输特性，以及用于传输部件和组件开发/出产测验的测验放大器所需功用触及的基本概念。

本文中一切例子均选取移动电话体系下行链路(基站到移动电话)进行测验。

WCDMA

WCDMA（宽带码多分址）是第三代（3G）移动电话网络UMTS的界说空中接口。选用直接序列扩频（DSSS），将“伪噪声”扩频码与用户信号结合，经过带宽传输用户信号。将不同代码分配给不同用户，经过同一带宽完成多种信号一起传输。因为信号分配代码相同，接纳端可恢复（解扩）复合宽带信号中的特定信号。恢复进程中，宽带中一切其它扩展信号均表现为噪声。

DSSS数据传输

经过DSSS，用户基线数据由很多扩频码的其间之一调制。此类代码也称为“信道化码”，每一个代码是一个高速率（3.84兆位/秒）、循环重复的伪随机二进制序列，可“碎化”基线数据，到达3.84MHz的带宽。

图1（a）展现了数据传输与数据恢复时的波形，此处–1=逻辑0，+1=逻辑1。前三个曲线表明传输进程。曲线1表明用户基线数据，曲线2表明分配给每一用户位的8位扩频码，曲线3表明曲线2在曲线1处“碎化”后得到的扩展信号。曲线3表明传送的信号。

图1(a) 经过扩频码1传送用户数据，接纳端用相同代码发生穿插相关时恢复（标记为解扩码1）

接纳端使用相同的扩解码（曲线4）结合传送信号来康复信道数据，由此标记为“解扩码1”。曲线5表明康复后的用户数据。这一进程即为“解扩”，在数学上与解扩码构成传送扩频码穿插相关。穿插相关在第3页“正交性”部分作出了论述，但归纳起来，即便扩频码与解扩码添加异或非门功用。

图1（b）表明将传送的扩展信号与不同的扩解码结合后的成果。前三个盯梢曲线表明与图1（a）相同的传送进程。不同的是，接纳端用标记为“解扩码2”的另一解扩码时，数据未康复（曲线4与5）。


图1(b) 经过扩频码1传送用户数据，接纳端用解扩码2发生穿插相关时不康复

正交性

WCDMA选用正交可变扩频因子（OVSF）码，完成多信道一起传输，并确保信道数据速率灵活性。一切的OVSF扩频码都是“特别的”，互相正交的，即互相可在3.84MHz传输频带共存，无穿插搅扰。

为完成正交性，各代码需具有以下特点：

• 恣意两种代码穿插相关=0

• 自相关性除以每个数据位的码片位数量=1

• 有必要具有与-1和1平等数量的代码

依照这些规矩，咱们将查验扩频码1和2作为示例。

依照规矩逐条验证：

（1）穿插相关=0

两个数字序列的穿插相关性是二者相似度的标准。R(A.B)表明为序列位的乘积之和。

假定A为图1（a）中的扩频码1，B为图1（b）中的扩解码2，如下所示：

A={-1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, 1}

B={1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1}

R(A.B)={(-1×1)+(1x –1)+(1×1)+(-1×1)+(1×1)+(-1x–1)+(-1×1)+(1x–1)}={0}

如前文所示，使用异或非门，即可在门级容易完成穿插相关的函数。

（2）自相关性÷每数据位的码片位数量=1

自相关本质上便是序列的穿插相关函数。

R(A.A)={(-1x-1)+(1×1)+(1×1)+(-1x-1)+(1×1)+(-1x-1)+(-1x-1)+(1×1)}={8}

R(B.B)={(1×1)+(-1x-1)+(1×1)+(-1x-1)+(1×1)+(-1x-1)+(1×1)+(-1x-1)}={8}

这两种扩频码每数据位均有8位码片位，其间每数据位的码片位被称为扩频因子（SF）。因此自相关除以SF=1。

（3）具有平等数量的-1与1

最终，扩频码1与扩频码2具有相同数量的-1与1，因此这两种代码满意第三种正交条件。

需求留意的是，遵守规矩即可发生伪随机码，因其相似噪声被称为伪噪声（PN）。

可变扩频因子

如上所示，扩频码1与扩频码2均含8位扩频因子。下行链路扩频因子取值在4至512之间。在低扩频因子既定的条件下，当用户要求数据传输更快时，体系可分配用户不同的数据传输速率及不同的扩频因子。这正是正交可变扩频因子“可变”由来。留意3.84兆位/秒的码片速率是稳定的，因此相对于可变SF来说，分配给用户基带的数据速率是不同的。

直接序列码扩频后附加了扰码。扰码可协助移动电话辨认正在联络的基站。

OFDM

演进版UMTS无线接入网络（EUTRAN）是第4代移动电话体系功能演进的产品。以4G LTE问世，选用OFDMA（正交频分复用接入）作为下行链路方向的空中接口。首要特点是下行链路速率可到达100Mbps、超卓的数据传输（衰减恢复）功能和带宽可扩展（1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz及20MHz）。

OFDM首要触及的概念是信号载体部分从单个高速率数据信号到多个并行低速率信号之间的转化。图2表明单个信道被分红多个并行的子信道，每个子信道的子载波频率不同。这种与窄带子载波距离严密的宽带频谱即为传输信号。距离严密提高了体系频谱功率。



图2 OFDM信号发生进程图示

子载波数据速率低，因此发送符号较长，一起可添加维护距离。这使得OFDM可应对信道应战性要求，如多径式微（WCDMA真实存在的一个问题）、窄带搅扰与符号间搅扰，比以往计划更占优势。从而使并行传输数据的净数据传输率等于信号原有的高数据速率。