高级RF收发器满足SDR应用的需求

提供新的设计方法

专为SDR应用量身定制的全新IC——ADI的RF捷变收发器AD9361——得以让Epiq公司的工程师将如此多的功能封装在一个小型、低功耗单元中。Epiq CEO兼系统架构师John Orlando表示：“AD9361为我们提供了新一代SDR平台所需的RF灵活性与集成度。”

这款10mm×10mm芯片级器件集成了双独立通道(如图2所示)，具有200kHz至56MHz用户可调谐带宽，以及工作速率高达61.44MSPS的12位ADC与DAC，另外还提供建立70MHz至6GHz信号链所需的其他特性与性能。用户可实时调节关键的工作参数，以便尽量匹配应用要求。使用该器件可缩小整个模拟前端（AFE）的整体尺寸，同时将这部分设计的功耗保持在1W范围内，即保持在产品功耗预算范围内。

图2：ADI公司AD9361 RF捷变收发器IC框图。

整个Maveriq单元(如图3所示)采用一对AD9361即可支持2×2 MIMO或4通道接收器配置，RF调谐范围为100MHz至6GHz，步进大小为1kHz，调谐时间为2ms。该单元包括：性能为1PPS的集成式GPS接收器，支持100MB/s以上(持续)数据记录速率、容量高达1TB的内部SSD，以及与外部系统接口的千兆以太网。

图3：Maveriq单元简化系统框图。

处理功能集中在运行Linux的双核Intel x86 CPU和用于信号处理任务的FPGA，连同实时可加载/可执行软件应用程序，所有这些都由针对应用定制的软件开发套件（SDK）提供支持。整个单元尺寸仅为9.1"×6.6"×1.7"(23cm×16.7cm×4.3cm)，重1.9lb(0.9kg)，功耗为15W(取决于FPGA和I/O使用情况)。

当然，合适的RF性能才可充分发挥处理能力。接收器的典型噪声系数低于8dB，典型IIP3为–10dBm。发送端性能参数(如带宽、调谐和速度)可补偿接收端数目，并且输出功耗为+5dBm。

虽然AD9361 IC是实现该设计的关键，但总能实现进一步的性能改善。某些应用要求将RF性能向下延展至20MHz及更低的范围，这超出了AD9361能够处理的范围。另外，选择可在低至20MHz工作的RF元器件(比如低噪声放大器，LNA)同样有一定的难度，尤其是尺寸和功耗受限型设计。通常，人们会认为，低功耗处理技术的进步配合大容量存储器产品，再加上高速数字I/O和连接(全部由摩尔定律所推动)对于小型、高性能SDR而言已经足够。而事实上，用于接收路径和发送路径的前端通道具有同等的重要性，并且，兼有模拟处理、滤波和转换的RF IC的发展不仅最大程度降低了算法的负担，同时还能实现大部分SDR的实际性能。