WiMAX设备设计的射频芯片、架构及系统选择

超外差或直接变频架构

建立了接口之后，设计工程师就应该选择适当的RF链转换架构。对于大多数应用而言，我们可在超外差和直接变频射频技术之间进行选择。这一选择决定着采用何种类型的器件以及所需滤波器的数量。除芯片组本身之外，滤波器的成本是射频电路中最高的部分。

超外差技术是一种双转换方案，即先将输入信号转换为中频，再将其转换为适当的RF通道。在这种架构下，IF频率是静态的，允许使用高性能声表面波(SAW)滤波器。最终的变频混频器采用可调节的LO，将信号置于期望的输出通道上。通过IF SAW滤波器，在来自DAC或首次变频混频器的杂散输出信号传输到放大器和PA，通过天线传播开来之前，将其消除。在接收端，利用SAW滤波器来阻断邻信道干扰，避免严重影响到的射频灵敏度。RX阻断器的性能是确保符合WiMAX标准的关键参数。

直接变频架构是将输入信号直接变频为所需的RF通道，不采用中频。超外差射频技术采用低IF转换或I/Q调制器来进行中频转换，而直接变频射频技术则需采用正交调制器。由于该架构中没有选择性较高的SAW滤波器，因此必须利用调制器来抑制镜像频率和载波分量。我们可将LO频率调至适当通道，将输入信号转换为期望的RF通道。在阻断特性非常关键的接收端，直接下变频射频技术应具备优异的动态范围和适当的基带滤波技术，以处理相邻信道的干扰和窄带干扰，从而避免对无线电广播的灵敏度造成较大影响。

直接变频射频技术的另一个关键参数是传输输出噪声，单位为dBc/Hz。如果没有IF滤波的话，那么调制器的所有噪声都将到达PA，从而通过天线发射出去。因此，必须确保较高的动态范围，并降低输出噪声，这样才能满足WiMAX标准的要求及其它相关规范。直接变频架构采用尽可能少的滤波器和合成器，这对于低成本设计方案而言是相当有利的，不过同时也对调制器和解调器器件提出了极高的性能要求。我们必须注意采用适当的器件，使其满足所有的相关标准要求，这样才能确保该方法的可行性。

针对CPE的WiMAX系统

CPE(用户端设备)是一种高销量的产品，它不仅需要符合WiMAX规范，而且还要求满足低成本目标，同时在制造过程中还要具有高度的性能稳健性，这样才能在市场中获得成功。如前所述，基带处理器的选择至关重要，需要采用低IF或I/Q接口。目前市场上的大多数CPE基带解决方案均可配置为IF或I/Q接口，在接口的选择方面不会有什么限制问题。变频架构的选择是一个相关性很强的问题。为了确保满足WiMAX标准，设计工程师通常首先会选择低IF、双变频射频技术。这时，类似于TSW500x参考设计中的TI TRF1xxx系列器件就能实现符合WiMAX标准要求的收发器，而且还能满足WiMAX对频率、功耗以及温度的要求。图1给出了该架构的结构图。

图1：TSW500xWiMAX参考设计结构图