3GPP定義第三代移動通信的目的是要為客戶提供全方位的移動多媒體體驗。但很多條件下，這一目的并未實現，尤其是在邊遠地區(qū)或居民聚集區(qū)。

一個可行的解決方案是在家庭范圍內部署無需宏node-B基站即可提供最大移動數據速率的家用基站，根據功率它們被稱為“毫微微蜂窩(femto)”基站。

• +45dBm：能夠覆蓋室外大約5km的宏基站
• +30dBm：能夠覆蓋大約0.5km的微蜂窩基站
• +15dBm：能夠覆蓋室內大約50米范圍的femto基站

Femto家用基站通過公共交換電話網與整個網絡相連，這通常可利用入戶的DSL。手機僅同家中的femto基站通訊，從而可將該用戶與宏蜂窩完全斷開。

在后面的段落里，我們將回顧部署femto家用基站的依據，并介紹Maxim射頻解決方案的諸多關鍵優(yōu)勢。

提高蜂窩覆蓋范圍的一般性考慮

移動通信系統設計必須在手機電池工作時間、手機計算能力、基站用戶負載之間作一定的權衡。另外，移動通信標準也在隨移動終端DSP計算性能持續(xù)進步而發(fā)生變化，移動運營商緊跟這一趨勢，不斷提供更多更好的多媒體服務，以期帶來更多的用戶并增加收入。而用戶最終也將獲得“無處不在”的移動接入能力。例如，在每年新增1億手機客戶的利益驅動下建立的新型供應鏈具有極強的競爭力，并有助于保持極高的性價比。

寬帶無線與蜂窩移動通信

與蜂窩移動通信同時發(fā)展的還有寬帶無線網，開始是一些咖啡屋為在附近停車或停留的客戶提供802.11互聯網接入的Wi-Fi服務，后來，一些城市建立了實驗性的城域Wi-Fi網為城市核心區(qū)提供寬帶無線接入。這一模式的成功導致2004年出現了另一個更好的寬帶無線系統，即802.16 WiMAX (韓國叫作WiBro)，希望提供“城域寬帶無線接入”服務。

由于采用OFDM代替單載波，這些寬帶系統能夠克服城市中的多徑干擾，但卻需要4倍的發(fā)射功率。這是由于采用了OFDM的802.16d的峰均值比(pk-avg)為大約11dB，而WCDMA 3GPP的pk-avg僅為5dB。Intel?支持將WiMAX作為超便攜PC (UMPC)的無線連接方式，超便攜PC的外形尺寸大概相當于6個手機，所以可以使用WiMAX服務，但對于超薄/翻蓋手機來說，WiMAX需要的電池太大了。

發(fā)射塔的建設

對于蜂窩移動通信系統和WiMAX來說，發(fā)射塔的建設和占地都是一個問題。征地費用和市政規(guī)劃對“丑陋”基站的限制意味著建設新發(fā)射塔的速度對兩種系統都是一樣的。但是，蜂窩移動通信的運營商在WiMAX出現前20年就已開始建設發(fā)射塔了，所以在發(fā)射塔覆蓋和新建發(fā)射塔方面拔得頭籌。

那里適合寬帶有線接入

寬帶有線接入服務與固定接入的WiMAX直接競爭，寬帶有線接入通常包括光纖到戶(PON)，電話線DSL，以及有線電視互聯網接入系統。在“第一世界”國家，這些服務可從以前建立的復雜的基礎設施中受益，PON是一個新技術，但由于區(qū)域性電信運營商(LEC)已經投入了大量資金進行基礎設施建設，只有在舊的銅纜系統需要更換時才考慮使用光纖系統。

對于femto基站的部署來說，這些接入服務是必需的，但卻可以免費獲得，關于這一點，我們將在下面的章節(jié)中作更多的討論。

Femto基站的實現

圖1將通過node-B宏基站接入的傳統蜂窩移動通信系統與femto基站進行了對比。


圖1. 傳統node-B宏蜂窩移動接入與femto基站連接

圖1左側是傳統從手機到基站的直連方式。在這里我們用一個木屋進行示意，其對射頻信號損耗相對較低，同時假設其離宏基站的距離相對較近。

圖1右側是混凝土高層公寓，公寓中安裝有femto基站。Femto基站通過有線DSL接入網絡。如圖中所示，宏基站到高層公寓的信號很弱，femto基站作為“私有、專用基站”，不與宏基站進行通信。

需要指出的一點是現在許多基帶DSP供應商都可提供成熟方案，使femto基站能夠克服宏基站和其它femto基站信號的干擾，這一點對femto基站來說很重要。

Femto基站可以克服蜂窩移動通信系統的許多缺點

容量限制

傳統的宏蜂窩基站在很多用戶都試圖打電話的時通常是容量受限的，系統按統計學原理設計，采用了流量排隊算法來處理既定時間內的既定呼叫數。因此，長時間的通話將會降低繁忙通話時間的呼叫總數。

另外，當基站為位于邊界附近的手機提供服務時，宏基站將不得不增加發(fā)射功率, 這會影響為其他客戶服務的動態(tài)范圍。所以，邊界附近的手機呼叫也會降低總呼叫容量因為他們會壓縮基站發(fā)射的動態(tài)范圍(見圖2)。


圖2. 呼叫距離對宏基站發(fā)射功率的影響

這兩個因素限制了宏基站的用戶容量，因此，也會影響運營商的收入，并最終導致新用戶的減少。

基于DSL的家用基站

根據統計，大約有一半的手機呼叫來自于室內，很多用戶都抱怨在混凝土結構的公寓中接收信號不理想。

圖3所示為兩類建筑的路徑損耗，由于許多3G手機需要高于-110dBm的接收功率才能實現可靠的IP數據服務，可以看出，在混凝土建筑中，接收靈敏度已經低至無法為客戶提供數據服務的程度。


圖3. 兩類建筑的路徑損耗

與此同時，大家可以看到DSL在歐洲已經被采納，在美國已經非常成熟了，在包括中國的亞太地區(qū)也被廣泛的應用，新型的DSL調制解調器能夠與此服務配套。

許多美國和歐洲的手機用戶家中都有無繩電話(POTS或IP電話), DSL或cable modem計算機互聯網接入, TV, Wi-Fi等。3G手機運營商希望推出最有競爭力的多媒體服務與這些服務競爭。

圖4所示為femto基站與家庭Wi-Fi共存，取代無繩電話的情景。


圖4. Femto基站與家庭Wi-Fi接入共存

Maxim的femto基站射頻收發(fā)芯片組

Maxim的femto基站參考設計V8.0可以滿足TS25.104對WCDMA band class 1的要求，該RF芯片組包括兩片帶Σ-Δ位流數字接口的RF收發(fā)器，可直接與基帶DSP/調制解調器互聯。收發(fā)器使用降低幅度的LVDS接口，濾波器在基帶DSP/調制解調器中實現，射頻部分可通過軟件配置。

這是一個射頻收發(fā)器部分的完整參考設計，接收芯片內集成的LNA支持發(fā)送監(jiān)視模式，圖5是參考設計電路板照片。


圖5. Maxim femto基站參考設計

可以滿足UTRA Band 1 femto基站標準(3GPP TS25.104)

Femto基站的主要要求如表1所示，對WCDMA femto基站來說，同時滿足TS25.104對發(fā)送和接收動態(tài)范圍的要求比滿足TS25.101對手機的要求困難的多，差距至少有10dB。但是，由于預計的產量很大，所以對集成度和BOM成本的要求又要做到和手機類似。因此，理想的系統最好采用低成本高集成度的手機芯片組設計，但在收/發(fā)與手機相反的頻帶內保持高性能(基站應用)。

表1. TS25.104主要要求

Uplink Requirements
Description	Specification	Condition
Frequency band	1920MHz to 1980MHz	Band 1
Rx sensitivity	-107dBm	12.2kbps data rate, BER shall not exceed 0.001%
Adjacent channel selectivity (ACS)	-101dBm	-38dBm, 5MHz offset WCDMA modulated interfering signal
Blocking (1900MHz to 2000MHz)	-101dBm	-30dBm (min), 10MHz offset WCDMA modulated interfering signal
Blocking (1MHz to 12,750MHz, except 1900MHz to 2000MHz)	-101dBm	-15dBm CW carrier
Intermodulation	-101dBm	-38dBm, 10Mhz offset CW signal and -38dBm, 20Mhz offset WCDMA signal
Downlink Requirements
Description	Specification	Condition
Frequency band	2110MHz to 2170MHz	Band 1
Maximum output power	Less than +24dBm	— 上一頁 1 2 下一頁 關鍵詞： 模擬電路 模擬芯片 德州儀器 放大器 ADI 模擬電子 評論 我來說兩句…… 驗證碼： 相關推薦 運用返馳轉換器的高功率應用設計 電源與新能源 返馳轉換器 高功率 ADI | 2024-07-22 大幅提高48V至12V調節(jié)第一級的效率 模擬技術 調節(jié)第一級 效率 ADI | 2024-07-18 納芯微模擬芯片創(chuàng)新助力光儲系統“三高一降” 模擬技術 納芯微 模擬芯片 光儲系統 | 2024-07-18 高性能放大器設計的考量因素 資源下載 放大器 高性能放大器 考量因素 | 2007-12-12 低噪聲放大器的選用與電路設計 資源下載 中國移動 放大器 選用 電路設計 低噪聲 | 2007-12-14 模擬電路教學心得 視頻 模擬/混合信號IC 模擬電路 | 2009-02-18 模擬電子教學方法的改進 視頻 模擬/混合信號IC 模擬電路 | 2009-02-18 采用運算放大器改變輸入量電路 設計方案 采用 運算 放大器 改變 輸入 電路 | 2009-07-06 運放作直流調速電路 名家設計.pdf 資源下載 德州儀器 運放 直流調速電路 | 2007-12-16 德州儀器推出最新低成本 DSP 入門開發(fā)套件 hpnet | 2002-05-17 論模擬電路的人才培養(yǎng)之道(沙龍紀實) 視頻 模擬/混合信號IC 模擬電路 | 2009-02-18 晶體管低頻放大器 設計方案 晶體管 低頻 放大器 | 2009-07-06 ADI 2024 慕尼黑上海電子展：直通技術、低噪聲電源、無線BMS、高精度傳感器等創(chuàng)新解決方案亮相 電源與新能源 ADI 上海慕尼黑電子展 | 2024-07-18 模擬信號處理 視頻 模擬/混合信號IC 模擬電路 | 2009-02-18 德州儀器Eureka DAB進入數字廣播接收機市場 hpnet | 2002-06-26 心電儀研討專場 視頻 TI MSP430 放大器 心跳 | 2009-10-19 放大器的類別 liujt_ic | 2002-12-31 西門子新基站選擇德州儀器單片系統方案 hpnet | 2002-10-05 RF ADC為什么有如此多電源軌和電源域？ 模擬技術 ADI RF ADC | 2024-07-10 如何才能獲得ADC的最佳SNR性能？ 電源與新能源 ADI ADC SNR | 2024-07-17 利用功率放大器作為差動放大器的電流控制方式電路 設計方案 利用 功率放大器 作為 差動 放大器 電流 控制 方式 電路 | 2009-07-06 器件資料\\Lm339 資源下載 QUAD COMPARATOR Lm339 放大器 | 2007-12-16 LTspice中邏輯門的使用介紹 元件/連接器 SPICE LTspice，模擬電路 邏輯門 | 2024-07-15 采用雙電源和單電源的基本運算放大器電路 設計方案 采用 電源 單電源 基本 運算 放大器 電路 | 2009-07-06 20個常用模擬電路總結，電路圖+掌握要點 模擬技術 模擬電路 電路設計 | 2024-07-23 低噪聲放大器 資源下載 重慶郵電大學 放大器 網絡匹配 低噪聲 | 2007-12-14 德州儀器推出用于OMAPTM無線處理器的新型開發(fā)套件 hpnet | 2002-06-03 德州儀器閃耀上海慕展 三大板塊更顯產品實力 模擬技術 德州儀器 慕尼黑電子展 汽車電子 機器人 能源 | 2024-07-15 如何使用珀爾帖裝置實現更高功率的熱電冷卻 電源與新能源 ADI 珀爾帖 熱電冷卻 | 2024-07-23 穩(wěn)壓用運算放大器基本電路 設計方案 穩(wěn)壓 運算 放大器 基本 電路 | 2009-07-06 上一篇：MAX2470/MAX2471用于MIMO收發(fā)器參考時鐘耦合 下一篇：藍牙術語表 技術專區(qū) FPGA DSP MCU 示波器 步進電機 Zigbee LabVIEW Arduino RFID NFC STM32 Protel GPS MSP430 Multisim 濾波器 CAN總線 開關電源 單片機 PCB USB ARM CPLD 連接器 MEMS CMOS MIPS EMC EDA ROM 陀螺儀 VHDL 比較器 Verilog 穩(wěn)壓電源 RAM AVR 傳感器 可控硅 IGBT 嵌入式開發(fā) 逆變器 Quartus RS-232 Cyclone 電位器 電機控制 藍牙 PLC PWM 汽車電子 轉換器 電源管理 信號放大器 關閉