摘要：介绍了直接变频收发信机的系统结构，给出了基于Maxim套片的TD-SCDMA终端直接变频收发信机设计方案，分析了影响直接变频接收机（DCR）性能的关键因素，并针对实现DCR的技术难点提出了具体的解决办法和改善措施，最后介绍了采用MAX2392实现的TD-SCDMA终端DCR的研制实例及其测试结果。
关键词：时分双工同步码分多址 直接变频 收发信机
TD-SCDMA（时分双工同步码分多址）是我国提出的具有自主知识产权的第三代移动通信空中接口标准，具有频谱利用率高、支持多种通信接口、与传统系统兼容性好、系统设备成本低和系统稳定性好等特点。然而，TD-SCDMA终端一直是TD-SCDMA产业化的薄弱环节，严重影响了TD-SCDMA的商业化进程。
本文介绍一种基于Maxim芯片组的TD-SCDMA终端直接变频收发信机设计方案。直接变频技术（Direct Conversion）是在基带和频带信号之间直接实现频率变换，不需要收发信机中的中频部分，或其中频频率等于零，因此也常被称为零中频。在采用直接变频技术的收发信机中，由于没有中频放大、滤波、变频及中频频综等电路，电路结构异常简洁，可极大地降低收发信机的功耗、体积和成本。此外，还介绍实现直接变频收发信机的技术难点，提出改善和克服各种技术难点的具体措施。最后，给出基于直接变频技术的TD-SCDMA终端DCR的研制实例及期测试结果。

图1

1 DCT和DCR的系统结构[1-2]
DCT和DCR的系统结构分别如图1（a）和（b）所示。
DCT是把基带信号直接上变频到所需的射频载波上，并利用射频AGC信号控制射频可变增益放大器的增益，把已调RF信号放大到所需的功率进行输出。目前，实现DCT的主要技术难点有：I信号和Q信号的相位和幅度的不平衡性、带内噪声电平、VCO牵引、动态范围、功耗等问题。DCT的动态范围是通过基带（数字和模拟）和射频部分共同承担的，其增益分配和系统性能之间存在矛盾，通常需要进行权衡。例如，若可变增益设在基带数了部分，需要更高精度的DAC；若可变增益设在基带模拟部分，将引起混频器的本振泄漏的增加；若可变增益设在身频，则导致RF部分功耗的增加。所以，在实现时要综合考虑各种因素，进行优化设计，使DCT的总体性能达到更优。
DCR是把天线接收的频带信号送入低噪声放大器（LNA）进行放大，然后直接被下变频为基带I/O信号。信道化由基带部分的低通滤波器实现，而增益控制则由LNA、混频器和基带AGC放大器共同完成。由于DCR的中频为零，不存在镜频分量，所以在LNA和混频器之间不需要接入镜频抑制滤波器。但在收发双工通信的射频部分，为了抑制发射信号进入接收通道，在DCR的LNA前需要加入频带信号预选滤波器。此外，由于DCRF中信道滤波是在基带部分实现的，所以可以采用片上灵活的可调滤波器，实现多波段、多模式接收机。例如，实现TD-SCDMA和GSM等多模式兼容的接收机。

图2

2 TD-SCDMA终端直接变频收发信机结构
TD-SCDMA终端直接变频收发信机结构如图2所示，它是基于Maxim公司新近推出的完整的射频收发信机芯片组MAX19700/MAX2507/MAX2392实现的。该芯片组覆盖了从天线到基带的整个射频信号通道。收发信机结构按照功能模块划分可分为三大部分：模拟前端单元（以MAX19700为核心）、射频发射单元（以MAX2507为核心）、射频接收单元（以MAX2392为核心）。
模拟前端单元MAX19700主要完成两个功能：基带数据的A/D变换和D/A变换；发射接收时的链路自动增益控制（AGC）和压控恒温晶振的自动频率控制（AFC）。在信号发射时，MAX19700通过10bit数据总线接收来自信号处理器（DSP MODEM）的数字基带信号，经过D/A变换、低通滤波后将模拟基带I/O信号送至射频发射单元，完成基带I/O信号到频带信号的变换。AGC功能和AFC功能是通过DSP串行控制线（DSP CTRL）实现的。

射频发射单元MAX2507是第一款集成了功率放大器，并能满足TD-SCDMA指标要求的直接变换发送器。它集成了I/Q调制器、锁相式频率合成器（PLL）、VCO、AGC放大器和功率放大器。模拟基带I/Q信号经过正交调制后完成基带信号到频带信号的直接变换，并通过AGC放大器进行放大，放大后的频带信号经过片外带通滤波器滤除带外的无用信号分量后再经过功率放大器、双工器并最终通过天线辐射出去。片外带通滤波器的采用可以大大降低发射机对相邻信道的干扰，提高发射机的ACRP指示。
射频接收单元MAX2392作为首款TD-SCDMA直接变换接收器，集成了LNA、I/Q解调器、VCO、锁相式频率合成器（PLL）、基带低通滤波器和AGC放大器。从天线接收的信号经过双工器后先通过频带选择滤波器选择有用的频带信号，微弱的信号经过LNA放大后通过I/Q解调器变成模拟基带I/Q信号，模拟基带I/Q信号经过信道滤波的低