数字技术能否掌控4G基础设施？

据Scintera公司销售与营销副总裁Kris Rauch表示，“这款IC通过集成有先进模拟电路的片上微控制器实现了受数字控制的可编程模拟信号处理器。这种解决方案可以利用软件重新配置，从而支持广泛的调制类型和所有工作条件下的信号带宽。”

Richardson Electronics公司射频/微波产品部副总裁Chris Marshall表示，“Scintera的模拟预矫正方法吸引了许多人的关注，因为这种方法很容易实现。作为一种射频至射频解决方案，它可以应用于不能访问基带信号的功放设计。虽然高达26dB的潜在ACLR改进没有数字预矫正(DPD)设计那么突出，但最小工程成本和相对较低的单元价格对较小规模的生产运转以及中继器和其它低功耗设计来说极具吸引力，因为在这些场合DPD开销变得非常大，其相对较低的操作成本无法抵消价格的显著上升。”

诸如DPD和振幅因子减少等先进数字算法在线性化功放和改进发射器效率(从不到10%提高到40%以上)方面变得越来越流行，亚诺德半导体公司(ADI)通信基础设施区域小组区域应用工程师Gina Colangelo表示。她强调指出，DPD要求使用带高带宽ADC的观察接收器实现耦合式功放输出的下变频。先将数字版本的发射波形与接收到的波形进行比较，然后由自适应算法计算/更新全套系数来预加载下一个发射波形。随着自适应算法的收敛，功放得到线性化，输出失真得到显著减小。与前向反馈线性化等其它模拟线性化方法相比，速度的提升和采用更精细的走线工艺使得DPD对多天线发射系统来说显得更具可扩展性。

如上所述，很高速度的DAC在今天的无线基础设施中也扮演着重要的角色，因为它们是主要的信号发生器。Colangelo指出，“这些DAC正在执行原本由包括基带处理器在内的各种额外电路元件完成的许多功能。另外，数据接口越来越多的使用低压差分信号(LVDS)可以使数据速率高达1200Msamples/s甚至更高，同时保持较低的功耗和电源电压。DAC的高输入数据速率有助于增加发射路径的输入带宽，允许更高阶的DPD算法或更宽的校正带宽。LVDS还具有辐射低的特性，可以提供更好的抗噪声性能和时序性能。”

最新的信号处理DAC，如ADI的AD9122 TxDAC+，可以在复杂的中频(IF)直接转换架构中工作(图2)。这些DAC提供完全调制的中频I和Q信号，这些信号可以通过模拟正交调制器和功放直接馈入天线，不需要额外的信号调制。

图2：这种双通道、1.2GSamples/s、16位DAC支持先进多载波通信设备要求的高数据速率和复杂调制方案。

通过利用数字超导技术，Hypres公司已经能够开发出在采样速度、分辨率和带宽方面超过目前ADC产品的ADC器件(图3)。当在射频或微波收发器中使用时，这种数字超导技术允许非常宽带的射频信号或微波信号直接在天线之后被数字化。Hypres公司首席执行官Richard Hitt指出，这种技术不需要使用下变频器或多个ADC、滤波器和放大器，“在信号链顶端(接近天线)如此精确快速地数字化这么宽频谱的信号建立起了通达真正全数字系统的路径，数字基带现在有了真正数字的配套前端。对于射频和微波工程师来说，不再需要设计工作区来帮助提升或调整在通往数字基带处理器的流行模拟信号链前端中质量受到损伤的信号。”

图3：当在射频或微波收发器中实现时，数字超导技术技术允许在天线后对宽带射频或微波信号直接数字化。

正如上述几个为数不多的例子表明，丰富的前沿数据技术正在为下一代基础设施设计师提供看似永无穷尽的功能选项。就像一般的前沿新兴技术一样，其中一些技术已经在互相竞争。另外，由于费用、可靠性、稳健性和性能问题，有许多技术可能还不是解决现实问题的实用解决方案。不过，不管哪种解决方案能赢得LTE的青睐，有件事是确定的：无线基础设施的未来将越来越多的依赖于数字技术。