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(jì)PFIR,CFIR 以及CFR濾波器,，最終使其指標(biāo)符合CDMA 的規(guī)范要求,。

 

1．CDMA系統(tǒng)概況

1．1 CDMA關(guān)鍵指標(biāo)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(jī)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(dāng)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(dāng)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(zhǔn)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?yàn)樵贑DMA 應(yīng)用中,，通常用戶會在DUC 之前用2 倍內(nèi)插進(jìn)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

 

通過下表可以計(jì)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

 

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。

 

 

Figure 1 GC5322 系統(tǒng)框圖

 

 

Figure 2 CDMA 系統(tǒng)框圖

 

2．GC5322 關(guān)鍵參數(shù)計(jì)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：

 

 

Figure 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(bǔ)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(dú)把NCO 分離出來用一個同步是因?yàn)镋VDO 系統(tǒng)對NCO 的相位比較敏感,，當(dāng)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：

 

 

Figure 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(jì)

 

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(biāo)準(zhǔn)最大濾波器長度不一樣),，一般PFIR 的設(shè)計(jì)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(bǔ)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(jì)方法同時用一低通濾波器與一段反sinc 卷積得到，在設(shè)計(jì)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。

 

 

Figure 5 PFIR 頻譜響應(yīng)

Figure 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(diǎn)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(jì)PFIR 的方法類似,，設(shè)計(jì)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(yùn)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(jì)的CDMA CFR 濾波器的例子,，實(shí)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。

Figure 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[email protected]%,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(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)方法和思路都是一樣的,。下圖是采用GC5322 后實(shí)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(lán)線是DPD 后,，其近端有21db 的改善。

 

Figure 8 GC5322 實(shí)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(yùn)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(zhǔn)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(yùn)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(rèn)真仔細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的任何部分，尤其是射頻鏈路,。