現代微微蜂窩和微蜂窩無線通信網絡需要使用相當多的分立器件，常常超過功耗預算和尺寸限制。典型的微微蜂窩基站RF 收發器除功率放大器(PA)外，還包括6 到8 個有源器件，而微蜂窩基站的器件數量很容易比上述數量多出一倍。但如果使用集成收發器AD9356 和AD9357，則只需一個器件就能實現雙通道接收、雙通道發射收發器功能，同時功耗至少降低50%。

ADI 公司的集成收發器AD9356 和AD9357 以緊湊的尺寸提供兩個接收和發射通道，同時還能降低WiMAX和長期演進(LTE)蜂窩網絡等寬帶系統的功耗。收發器AD9356 和AD9357 的工作頻率范圍分別為2.3 至2.7 GHz和3.3 至3.8 GHz。

圖1. AD9356 和AD9357 收發器的高度集成降低3G 和4G微蜂窩和微微蜂窩系統的功耗和成本

此外，由于可以將同一收發器用在多個基站平臺上（微微蜂窩和微蜂窩），因此硬件設計周期將大大縮短。這些新型收發器提供配置能力，允許設計師開發和維護可適應多個平臺的軟件。這種靈活性與業界領先的RF 性能相結合，可以顯著加快產品上市時間，并節省50%以上的材料(BOM)。

雖然成本、功耗和尺寸是重要因素，但收發器仍然必須滿足新型4G 系統的技術要求。對于接收機，最大的挑戰之一是動態范圍。無論用戶的物理位置距離基站是遠還是近，接收機都必須能夠解調用戶發送的信號，這一挑戰一般稱為“遠近問題”。

集成收發器AD9356和AD9357利用多種不同的技術來解決遠近問題。首先，收發器內置12 位的模數轉換器(ADC)，以便為收發器提供充裕的瞬時動態范圍。此外，收發器采用先進的自動增益控制(AGC)算法，這一點也很重要。

AD9356 和AD9357 收發器內部采用靈活的設計，AGC 既能以自主模式工作，又能利用收發器實時信號以手動模式實施控制，這就為系統集成商控制系統增益提供了更大的自由度。正是由于AGC 與高動態范圍ADC 的結合，收發器才得以解決遠近問題，省去了高性能、高功率分立電路解決方案的成本。

除接收機外，也許收發器AD9356 和AD9357 的最大創新就是改善了發射噪底。在ADI 公司的前幾代集成收發器中，例如AD9354 和AD9355，其外部功率放大器(PA)的功率輸出水平分別局限于+33 dBm 和+27 dBm，但仍然滿足FCC和ETSI 的頻譜屏蔽要求。新款AD9356 RF 收發器的工作頻率范圍為2.3 GHz 至2.7 GHz，在載波提供8 MHz 偏移時能夠實現-130 dBc/Hz 的頻譜屏蔽水平。該收發器在天線端口支持最高+40 dBm/發射機的功率水平。

圖2.  本圖顯示了AD9356 收發器在載波偏移8MHz 處發送SNR 與輸出功率的關系

AD9357 收發器的工作頻率范圍為3.3 GHz 至3.8 GHz，在載波提供70 MHz 偏移時能夠實現大約-144 dBc/Hz 的頻譜屏蔽性能。它能支持最高+33 dBm/發射機的外部PA，并且仍然滿足ETSI 要求。為支持更高的PA 功率輸出，可以增加一個簡單的低成本外部低通濾波器。用集成收發器支持這種較高功率的PA 時，系統集成商將能擴展系統的范圍，以增大覆蓋范圍，同時維持較低的部署成本。

圖3.  本圖顯示了AD9357 收發器在載波偏移70MHz 處發送SNR 與輸出功率的關系

除了具備同類最佳的接收機和發射機性能以外，多個AD9356 和AD9357 收發器還可以級聯或同步，支持4 Rx x 4 Tx，甚至8 Rx x 8 Tx 的實施方案。這類實施方案可以進一步擴展基站的發射和接收范圍，并且支持通過波束成形技術來改善覆蓋范圍和服務質量。AD9356 和AD9357 收發器能夠輕松同步多個芯片的基帶和RF 路徑。多個芯片的基帶部分——包括接收ADC、發射數模轉換器(DAC)和數據輸入輸出(DATA I/O)連接——通過共享鎖相環(PLL)的公共參考時鐘實現同步，此外還必須從數字基帶芯片發送一個公共同步脈沖到這些芯片。同步脈沖發送后，多個芯片的基帶部分就會同步。

為使多個RF 路徑實現相位同步，必須測量不同路徑的相位。一種方法是使用一個專用接收機來測量各發射信號的相位，然后以數字方式對基帶數據施加相移，從而改變相位。AD9356 和AD9357 收發器提供一個專用監控器路徑，可利用它來測量發射路徑的相位和輸出功率。利用這個片內發射監控器，可以降低用于監控多個發射相位的專用接收路徑的相關成本和開銷。

在M x N 多路輸入、多路輸出(MIMO)通信系統中，集成收發器AD9356和AD9357能夠將一個公共外部本振(LO)用于多個芯片。外部LO 的工作頻率須為AD9356 載波頻率的2倍，或AD9357 載波頻率的4/3 倍。使用外部LO 的好處是能夠利用低相位噪聲的RF 頻率合成器和公共LO 來提高發射信噪比(SNR)，使得N 個發射機的相位噪聲具有相關性。目前，AD9356 和AD9357 收發器采用內部LO 源時，可以在各自的頻率范圍內實現-39 dB 的誤差矢量幅度(EVM)性能，達到同類產品最佳。若采用低相位噪聲外部LO，則可以實現-45 dB 的EVM 性能。

作者：Chris Cloninger，ADI半導體公司