移動蜂窩運營商一直渴望著能夠通過部署可實現現場可編程來提供各種移動業(yè)務的通用無線基礎設施。最終，在蜂窩業(yè)務流量比較高的地區(qū)所部署的無線基礎設施要求能夠提供動態(tài)靈活度，使射頻硬件能適應不斷變化的信號條件。多標準/多頻段射頻設計通過提供可以經簡單定制就能滿足部署需求的設備指配，有助于解決上述難題。相對于傳統(tǒng)的接收機，先進的直接變頻為現場可編程射頻設計提供了一個具有競爭力的解決方案，并節(jié)省了成本，另外還具有潛在的性能優(yōu)勢。此外，在利用單一硬件方案來解決多頻段接收時，直接變頻架構提供了更大的自由度。這是一種正在使高性能的多標準/多頻段射頻設計成為現實的、更具成本效益的解決方案。本文將討論3G和4G蜂窩應用中直接變頻接收機的性能和優(yōu)點。

　　高性能直接變頻信號鏈

　　直接變頻接收機將射頻已調載波直接解調到可以直接檢測信號并恢復所傳信息的基帶頻率。直接變頻架構最早發(fā)明于1932年，用來替代超外差接收機。由于省去了中頻級，因而元器件數量也減少，使其成為一個具有吸引力的解決方案。通過省去所有的中頻級，將信號直接變頻到零中頻，消除了超外差架構中所存在的鏡像問題。不過，直接變頻架構也存在一些挑戰(zhàn)，包括本振泄漏、直流偏置、失真大，這都使得實際實現變得很困難。不過，目前集成射頻電路技術的最新進展，已使得傳統(tǒng)的直接變頻(零差拍)架構可以用于寬帶高性能接收機應用。

　　圖1：寬帶直接變頻接收機架構。

　　圖1所示為寬帶直接變頻接收機架構。在信號鏈中，已標出一些關鍵器件的指標。接收機信號通道從連接到一個雙工器的天線口開始。雙工器通常用于頻分雙工(FDD)系統(tǒng)，如W-CDMA和某些版本的WiMAX。該雙工濾波網絡確保發(fā)射機不會產生太多的許可頻段之外的有害能量，同時有助于抑制接收機輸入過驅引入的任何帶外有害信號。通常，在幾級低噪聲放大器之后，都會跟有附加的頻段可選濾波以及衰減/匹配網絡，目的是優(yōu)化有用頻率范圍內的接收性能。圖示中的幾級LNA提供了極好的寬帶性能，還利用外部調諧網絡提升了窄帶性能。而在接收機需要解決一個非常寬的頻段接收時，也許有必要采用一個開關矩陣來配置專門為一些特定頻段優(yōu)化的天線網絡和LNA前端。在低噪聲前端之后，利用IQ解調器將有用載波頻率下變頻到基帶頻率，一個與有用信號的載波頻率相同的本振信號加到I/Q混頻器上，在基帶I/Q輸出口，產生和頻與差頻，而低通濾波器抑制和頻，只允許差頻通過。對于零中頻來說，所展現的差頻就是有用信號的基帶包絡。利用可變增益放大有利于量化濾波后的基帶I/Q信號的幅度。利用VGA可以將I/Q信號電平調整到模數轉換器所需的最佳電平。通常，在ADC之前還需要加入額外的濾波，以確保不會將高頻噪聲和可能的泄漏、或者干擾混疊到有用信號分析帶寬內。

　　接收機動態(tài)范圍

　　該接收機采用了可以提供寬頻段覆蓋和瞬時大動態(tài)范圍的高性能射頻集成電路。瞬時動態(tài)范圍是用在多載波應用環(huán)境中所有接收機的一個關鍵指標，因為這里與有用信號相鄰的可能是一些功率電平很高的強干擾信號。雙音SFDR能夠使系統(tǒng)設計師對非線性特性進行更精確的預測。而通常的實際做法是，利用單音或雙音干擾信號，測試接收機在強信號阻塞條件下的恢復能力。通過研究雙音激勵條件下接收機的非線性特性，能夠計算各種截點，有助于對接收機量化以及為失真性能和總動態(tài)范圍進行建模。

　　圖2：圖1中所示接收機的雙音互調性能。