WiMAX射频系统的电路设计技巧

　　随着RF需求不断增加，无线设备成本也日益提高。通过采用集成及先进技术增加链路容限，WiMAX将能够以合理成本获得可靠无线系统。由于无线设置结构简单，所以成本较低。凭借这种功能，高昂现场部署成本得以降低，但是，多个无线设备链成本仍然十分昂贵。随着射频集成电路(RF IC)集成设计不断改善，成本也将会随之大大降低。

　　本文主要介绍与WiMAX无线设备有关RF架构折衷与挑战。这里我们将讨论频分双工(FDD)及其类似模式、半频分双工(HFDD)和时分双工(TDD)，此外还介绍中频(IF)、直接变频或零中频(ZIF)及各种变体架构。基带(BB)芯片与无线器件之间接口必须经过精心设计，。改善链路容限方法均可用于WiMAX。支持子通道化模式OFDMA可以改善效能。

　　TDD系统将一个频带同时用于发射和接收信号，这只需要无线通信系统采用一个本地振荡器(LO)。无线通信系统仅要求一个RF滤波器、发射器(TX)与接收器(RX)共用该滤波器。合成器与RF滤波器占了无线通信系统主要成本。可以选择在裸片内减少一个合成器，LO占射频裸片大部分面积。TDD系统由于任何时刻都只有一个器件处于工作状态，因此TDD模式可以阻止TX噪声自干扰RX。该模式不受RF滤波器规范限制，并且只需一个RF滤波器还可节省成本和空间。TDD架构可显著减少功耗，只需在TX模式下关闭RX即可实现。

　　FDD系统需要采用高性能RF前端。由于不可能出现自我干扰差情况，因此该系统解决了TX噪声方面配置问题。FDD系统不必切换RX或TX模式，从而简化了建立时间规范，使得无线通信系统设计更简单。它无需处理时间同步问题，因此MAC软件也更简单。这种无线通信系统必须在不降低接收模式中误码率(BER)情况下传输数据。为减轻滤波器负担，TX频带与RX频带之间存在一定间隙，但载波需要将其降至。

　　HFDD架构融合了TDD系统优势，同时还支持频率双工方式。基站可在FDD系统下工作，并保留了容量优势，能显著降低用户站中无线设置成本。成本降低是通过减轻RF TX滤波器负担来实现，这是因为在RF IC缩小裸片区内有一个合成器。与TDD系统相同，该系统可节省功率。同样，也必须谨慎处理配置问题。与TDD不同，自我干扰并不是HFDD系统主要问题，但TX滤波器负载过少可能导致用户间相互干扰。由于无线设备不能同时发射和接收，因此用户站也存在容量损失情况。HFDD结构在授权频段和免授权频段中均可使用。发射与接收频率可以相同(如TDD系统)，也可以存在频段间隙(如FDD系统)。这类无线通信系统非常灵活，成本结构接近于TDD无线通信系统。