目前在移動終端和基站發(fā)射機(jī)中，零中頻(ZIF)技術(shù)和架構(gòu)已被應(yīng)用得比較成熟，但對于實現(xiàn)基站中的零中頻接收機(jī)，業(yè)界目前仍處于試驗階段，芯片方案也不太成熟。零中頻技術(shù)真正走進(jìn)基站接收機(jī)中尚需時日。
初，無線設(shè)備RF前端設(shè)計使用的主導(dǎo)架構(gòu)是在1915年獲得專利的超外差技術(shù)。之后，直接變頻，又稱“零中頻(ZIF)”，成為種超外差的替代技術(shù)。零中頻架構(gòu)消除了超外差架構(gòu)上/下兩級變頻中的一級，從而可減少大約三分之一的器件，而且更容易調(diào)試。
不久前曾去聽了一次ADI舉辦的無線系統(tǒng)研討會，當(dāng)時該公司一位應(yīng)用工程師演講者的一番實在表述給我留下了較深印象。她說：“......目前在移動終端和基站發(fā)射機(jī)中，零中頻技術(shù)和架構(gòu)已被應(yīng)用得比較成熟，但對于實現(xiàn)基站中的零中頻接收機(jī)，業(yè)界目前仍處于試驗階段，芯片方案也不太成熟，我們公司也是如此。”
的確，由于零中頻架構(gòu)具有簡單易用和性價比高的特點，如今大部分成熟的手機(jī)RF前端設(shè)計方案都采用了這種架構(gòu)，很多芯片供應(yīng)商都推出了針對各種移動通信標(biāo)準(zhǔn)的零中頻收發(fā)器或者發(fā)送器、接收器芯片組，方案可謂層出不窮。就連本土新興的IC公司也加入到這一行列，例如，廣晟微電子今年就先后推出了用于GSM/WCDMA及TD-SCDMA終端的零中頻射頻收發(fā)芯片；今年4月，鼎芯半導(dǎo)體設(shè)計的TD-SCDMA零中頻射頻芯片也已在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)上成功實現(xiàn)通話。
相比只針對單一用戶的移動終端，面向多用戶的基站的收發(fā)鏈路設(shè)計要求顯然更加苛刻，零中頻技術(shù)應(yīng)用也相對滯后些。不過，目前對于基站發(fā)射機(jī)的實現(xiàn)，零中頻技術(shù)在這里已嶄露頭角，預(yù)計不久就能與傳統(tǒng)的超外差架構(gòu)平起平坐，而一些基站零中頻I/Q調(diào)制器方案已從去年下半年陸續(xù)問世，如美信的MAX2022(可用于WCDMA、DCS/PCS/EDGE、CDMA2000以及WiMAX無線基礎(chǔ)設(shè)施)、凌特的LT5568(面向GSM、CDMA2000、ISM和RFID應(yīng)用)等。我相信，其他混合信號IC巨頭們也會不甘落后，今后還會有更多此類器件推出，因為客戶對降低基站開發(fā)成本的需求始終存在。
然而，我在網(wǎng)上搜尋了許久發(fā)現(xiàn)，面向移動通信基站的零中頻接收機(jī)設(shè)計，相關(guān)的接收器、I/O解調(diào)器芯片方案幾乎沒有，甚至沒有找到任何有關(guān)這方面研究進(jìn)展的消息，這印證了那位ADI應(yīng)用工程師的說法。
但是，將零中頻架構(gòu)用于基站接收機(jī)應(yīng)該是大勢所趨，因為以下諸多優(yōu)點不可能讓業(yè)界熟視無睹：零中頻接收機(jī)在系統(tǒng)中不存在中頻(IF)，避免了鏡像干擾，節(jié)省了鏡像濾波器的設(shè)計成本；同時，它免去了中頻變頻模塊和中頻帶通濾波器，大大簡化了整個接收機(jī)的設(shè)計，節(jié)約了成本，易于高度集成化和小型化。
當(dāng)然，不難理解基站零中頻接收機(jī)為什么較難實現(xiàn)。與發(fā)射鏈路不同，接收鏈路的設(shè)計要求相對更高，其中對抗阻塞性更是苛刻。接收機(jī)接收到的信號幅度變化范圍很大(有數(shù)據(jù)顯示為120dB)，想要隔離和解調(diào)出可能相對很小的真正想要的信號，就不僅要能抵抗由采用同一頻率或標(biāo)準(zhǔn)的其他用戶產(chǎn)生的帶內(nèi)阻塞信號，而且要能應(yīng)付帶外的阻塞信號(可能由附近共存的收發(fā)機(jī)或無繩電話、WLAN路由器等產(chǎn)生)，因此接收機(jī)的動態(tài)范圍要足夠大。
可以想象，DC偏移、靈敏度、互調(diào)和寄生抑制等零中頻接收機(jī)設(shè)計普遍面臨的巨大挑戰(zhàn)在基站零中頻接收機(jī)的實現(xiàn)中會顯得更加突出，估計這正是業(yè)界正在攻克的難題，真正解決尚需假以時日。
那么，繼手機(jī)、基站發(fā)射機(jī)之后，零中頻架構(gòu)何時將真正走進(jìn)基站接收機(jī)中？歡迎業(yè)內(nèi)專家和廣大工程師朋友登陸本刊網(wǎng)站論壇(forum.eetchina.com)進(jìn)行討論。