摘要
本文主要講述GC5322 在CDMA EVDO 中的應(yīng)用，主要以四載波為例講述了如何配置GC5322 DUC 參數(shù)，以及如何設(shè)計PFIR,CFIR 以及CFR濾波器，最終使其指標符合CDMA 的規(guī)范要求。
1．CDMA系統(tǒng)概況
1．1 CDMA關(guān)鍵指標需求
載波帶寬：1.23M,1.24M,1.25M,不同的頻段對應(yīng)不同的帶寬，900M頻段對應(yīng)的是1.23M帶寬
碼片速率：1.2288M
解調(diào)碼域需求：MaxIT<=-29db; RHO>=0.97
發(fā)射頻譜雜散模板需求
表1
1．2 系統(tǒng)框圖及時鐘頻率規(guī)劃
GC5322 內(nèi)有DUC、CFR、DPD 三大模塊（見圖1），提供單芯片發(fā)射機解決方案，最大可支持20M 信號處理帶寬。GC5322 有兩種工作模式：單天線模式和雙天線模式: 當用戶選擇單天線模式時，其DUC工作在窄帶模式，最多可同時處理12 載波，總帶寬為20M，如CDMA, TD-SCDMA;當用戶選擇雙天線模式時，每天線最多可同時處理6 載波窄帶信號，總帶寬為10M,可校準5 階非線性。本文主要講述在單天線模式的CDMA 的應(yīng)用。
整個系統(tǒng)以GC5322 為核心，以其接口DAC 為DAC5682, ADC 為ADS5517(見圖2), CDMA碼片速率為1.2288，但輸入到GC5322 的速率為2.4576M,這是因為在CDMA 應(yīng)用中，通常用戶會在DUC 之前用2 倍內(nèi)插進行濾波，滿足CDMA 系統(tǒng)基帶處理的需求。下表是數(shù)據(jù)在整個鏈路的內(nèi)插倍數(shù)分配。
表2
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Fin |
PFIR |
CFIR |
CIC |
Farrow RS |
BUC |
DAC |
|
1.2288x2 |
x1 |
x2.5 |
x10 |
x1.5 |
x2 |
x4 |
通過下表可以計算出CIC 的數(shù)據(jù)輸出速率，也就是DUC的數(shù)據(jù)速率為61.44M, DPD的數(shù)據(jù)速率是92.16M,GC5322 的數(shù)據(jù)輸出速率是184.32M，DAC 的采樣率是737.28M，對應(yīng)的時鐘分配見下表：
表3
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BBCLK |
DPDCLK |
ADS5517 |
DAC5682
|
|
61.44 |
184.32 |
184.32 |
737.28 |
對于中頻的選擇，一般保證為(2n+1)/4*Fs(Fs 為反饋ADC 的采樣率), 如果選擇3/4*Fs，則中頻為138.24M，在整個發(fā)射鏈路中，GC5322 的DUC，F(xiàn)arrow 重采樣器，BUC 都有數(shù)字NCO 可供調(diào)頻，這里我們選擇在DAC 中調(diào)整Fs/4，BUC 中調(diào)整-46.08M，最終DAC輸出為138.24 的復(fù)中頻。
圖 1 GC5322 系統(tǒng)框圖
圖 2 CDMA 系統(tǒng)框圖
2．GC5322 關(guān)鍵參數(shù)計算及設(shè)置
2．1 GC5322 接口
GC5322 輸入接口共有18 位數(shù)據(jù)線(一般用16 位)、1 個時鐘線(BBCLK)和1 個幀同步信BBFSR，其對應(yīng)的時序關(guān)系如下圖：
圖3 BBDATA 輸入時序
本應(yīng)用中BBCLK 是61.44M，輸入的碼片速率是2.4576M，最多可復(fù)用25 個I,Q 數(shù)據(jù)，此應(yīng)用中為4 載波，因此還需要在補入17 個0，BBFSR 的頻率為碼片速率，其長度一般為一個BBCLK的周期。
在CDMA EVDO 系統(tǒng)中，同步對整個系統(tǒng)是非常重要的，GC5322 有硬件同步和軟件同步等多種同步方式，其內(nèi)部各個功能模塊可通過設(shè)置寄存器選擇需要的同步方式。GC5322 共有4 個硬件同步輸入管腳：SyncA,SyncB,SyncC,SyncD,本系統(tǒng)中用到了SyncA,SynCB 作為GC5322 的同步，其NCO 用SyncB 同步，其余的模塊都用SyncA 同步，單獨把NCO 分離出來用一個同步是因為EVDO 系統(tǒng)對NCO 的相位比較敏感，當載波連續(xù)時，是存在一組相位值使得每個通道的MaxIT 都較好。SyncA 是一個周期為26.6666ms 的周期信號（幀周期），SyncB 是用戶可配的單周期信號，兩者應(yīng)具備如下關(guān)系：
圖4 SyncA 和SyncB
圖中PP2s 是EVDO 整個系統(tǒng)的同步
2.2 DUC濾波器的設(shè)計
GC5322 的DUC主要由PFIR, CFIR,CIC 和NCO 組成，完成對信號的濾波，內(nèi)插，搬移功能可以支持1 通道，2 通道以及6 通道模式。PFIR 主要對信號完成成形濾波，有1 倍內(nèi)插和2倍內(nèi)插兩種模式，這里我們用1 倍內(nèi)插模式，最大濾波器長度為127(對于不同的標準最大濾波器長度不一樣)，一般PFIR 的設(shè)計方法有低通和RRC 兩種，對于CDMA 多數(shù)采用低通濾波器。下圖5 是一個PFIR 的頻譜響應(yīng)，其為低通濾波器，通帶波動為0.05db,阻帶衰減為80db，長度為61。
CFIR 的主要目的是用來補償CIC 引起的通帶不平坦，可以完成1.5,2,2.5 或3 倍的內(nèi)插，最大長度取決于輸入數(shù)據(jù)速率和內(nèi)插倍數(shù)，其設(shè)計方法同時用一低通濾波器與一段反sinc 卷積得到，在設(shè)計低通濾波器時，其通帶和阻帶一般要比PFIR 的通帶阻帶略寬，這是為了保證其不影響PFIR 的性能。下圖6 是CFIR 和CIC 卷積后的頻譜。
圖5 PFIR 頻譜響應(yīng)
圖 6 CFIR 頻譜響應(yīng)
2.3 CFR參數(shù)的設(shè)定
與CFR 有關(guān)的參數(shù)包括削峰門限、濾波器、削峰脈沖的分配等，其中最關(guān)鍵的是濾波器和削峰門限的確定，如果系統(tǒng)有多個載波，削峰濾波器與載波的位置有關(guān)系，即與NCO 的頻點值有關(guān)系。以4 載波CDMA 為例，如果載波位置發(fā)生變化，則CFR 濾波器要作相應(yīng)的更新，我們通常與設(shè)計PFIR 的方法類似，設(shè)計一個CDMA 單載波的低通濾波器，只是其阻帶抑制一般比PFIR略低，然后將這個單載波低通濾波器搬移到各個載波位置上然后合成。濾波器的阻帶抑制一般影響信號的ACPR， 如果這個值設(shè)置得過高過低，都會引起ACPR 的惡化。GC5322 最大的CFR tap數(shù)為256，通常CFR 的運行速率和DUC 的輸出速率一樣，對于CDMA 來說，都為61.44M。下圖是一個用ScopeFIR 設(shè)計的CDMA CFR 濾波器的例子，實際應(yīng)用中要根據(jù)需要調(diào)整阻帶抑制以得到最好的ACPR，其原則是削峰前后信號的ACPR 要基本一致。
圖7 CFR 濾波器
CFR另一個重要參數(shù)就是門限，門限的確定主要根據(jù)信號的輸入功率而定，在GC5322 應(yīng)用中，我們通常固定門限，用戶可以通過調(diào)整增益而獲得合適的PAR輸出，增益越高，PAR輸出越小，EVM(CDMA對應(yīng)的是RHO和MaxIT)就會越大，反之PAR輸出越大，EVM越小，根據(jù)系統(tǒng)的需求在一定EVM(RHO)內(nèi)獲得盡可能低的PAR輸出。對于CDMA EVDO系統(tǒng)而言，門限的設(shè)置非常關(guān)鍵，以4 載波EVDO系統(tǒng)為例，其原始PAR很高，一般在13db@0.01%,如果門限設(shè)置的過高，意味著如果要想獲得盡可能低的PAR，必須設(shè)置很高的增益，這可能會引起sumchain益處，在頻譜上會看到很多毛刺，如果門限設(shè)置的過低，會造成DA低信號輸出，因此模擬鏈路需要更多的增益，這會帶來大的噪聲，不利于整個系統(tǒng)。
一般CDMA EVDO 系統(tǒng)中，首先根據(jù)信號的PEAK 值(可以通過GC5322 的功率檢測得到)確定CFR 計算門限所需的RMS 值，然后根據(jù)削峰量來確定門限。
GC5322 多處可以調(diào)整信號的增益，主要有3 處，DUC通道增益，合波后的增益，以及LONGDPD里的增益，其中影響CFR 的是前2 處，合理分配這兩處的增益以及合理的門限設(shè)置非常關(guān)鍵，尤其要注意sumchain 的益處，否則會影響信號輸出的質(zhì)量，而帶來小的毛刺，從而影響雜散模板的測試。
3．總結(jié)
本文雖然描述的是GC5322 在CDMA 中的應(yīng)用，但各標準之間的差異主要是在帶寬和碼片速率，對于GC5322 而言只是duc 的應(yīng)用稍有不同，其設(shè)計方法和思路都是一樣的。下圖是采用GC5322 后實測的DPD 對功放的線性改善結(jié)果，信號是CDMA6 載波，總帶寬為7.38M,黃線是DPD 前，藍線是DPD 后，其近端有21db 的改善。
圖 8 GC5322 實測效果圖
DPD 系統(tǒng)是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)，GC5322 的參數(shù)設(shè)置是保證系統(tǒng)正常運行的前提，其中較為復(fù)雜的是DUC 和CFR 參數(shù)的設(shè)置，DPD 主要完成非線性的校準功能，只要設(shè)置正確的速率和合適的中頻，DPD 就能正常的運行，但是要發(fā)揮出DPD 的最優(yōu)的性能，需要和射頻、DUC 和CFR的參數(shù)結(jié)合起來，尤其射頻的增益分配，噪聲系數(shù)都會以及鏈路的毛刺等因素都會影響DPD 的性能，因此如果要發(fā)揮GC5322 的最大的性能，需要認真仔細設(shè)計系統(tǒng)中的任何部分，尤其是射頻鏈路。
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