移動通信運營商為了提高網絡質量，必須不斷對網絡優化，擴大覆蓋區。如果采用新建基站的方法，成本過于昂貴。采用直放站是性能價格比較高的方法。直放站實際上是一種雙向信號放大器，起著延伸基站覆蓋范圍和消除盲區的作用。直放站作為一種網絡輔助手段在完善網絡覆蓋、優化和改善服務質量、提高運營效益等方面起著十分重要的作用。它既可以用于室外局部盲點覆蓋，也可以作為信號源應用于室內分布系統。
　　根據IMT-2000規劃，在3G中，無論是WCDMA還是TD-SCDMA，與2G相比，突出特點是容量大、覆蓋小，多余的容量為直放站提供信號源。隨著中國3G牌照的發放，在建網初期為了節約投資和擴大覆蓋范圍，會使用大量的直放站^[1～3]。
　　WCDMA移動通信系統無線直放站的應用如圖1所示。直放站通過施主天線(link antenna)接收基站(BS)的信號，經過放大等信號處理，經重發天線(service antenna)發射到空中供移動臺(MS)接收，該信號經過的路徑稱為下行鏈路。同理，重發天線接收MS信號經直放站上行鏈路處理后經施主天線發射到空中供BS接收。直放站必須滿足3GPP相關標準^[4]，還要關注其智能化程度以及整機的可靠性等。
　　通常直放站采用寬帶放大方式，即天線接收到的信號經直接放大再發送出去，這樣，會增加基站上行接收機的噪聲電平。本文在分析寬帶直放站缺點的基礎上，提出了采用選頻直放站的方案，并分析了實現選頻直放站的關鍵單元電路。最后，給出了相應的實驗結果，研制的WCDMA系列智能選頻直放站已用于中國電信杭州、蘇州等地WCDMA實驗網中。
1 WCDMA智能選頻直放站實現方案
　　直放站用于網絡優化中，會引入噪聲電平
　　PN_R=FKTBGH　　　　　　　(1)
　　式中, F是直放站上行鏈路噪聲系數，K=1.38×10^-23J/K，T是單位為K的絕對溫度，B為直放站通過信號的帶寬，G為直放站上行鏈路增益。
　　在WCDMA移動通信系統網絡優化中，如果采用寬帶直放站，則基站上行射頻信號帶寬為60MHz；如果采用選頻直放站，可以在60MHz帶寬中使用其中任意載頻，帶寬為5MHz。根據(1)式，選頻直放站引入噪聲電平比寬帶直放站低約10dB，因而對整個系統性能" title="系統性能">系統性能影響更小^[5～6]。
　　選頻直放站實現方案如圖2所示。直放站主要由雙工器、低噪聲放大器(LNA)、功率放大器(PA)、選頻模塊、監控監測模塊和電源模塊等構成。
　　其中選頻模塊主要實現選擇基站工作的載頻信道，并用SAW濾波器限制信道帶寬。該模塊包括上下混頻器，本振" title="本振">本振信號源等電路^[5]。監控監測模塊采用ARM嵌入式系統實現，為系統功能擴展留有很大余地。為了使直放站滿足系統性能要求，功率放大器的線性是關鍵指標^[6]。

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2 關鍵模塊電路分析
2.1 選頻模塊
　　在WCDMA選頻直放站中，為了在WCDMA頻段的全部或部分頻段內選擇一個或多個WCDMA指配信道工作，采用了如圖3所示的方案。如果本振信號源1和2輸出同一個頻率，則直放站輸入和輸出頻率一致；如果兩個本振信號源頻率不一樣，就可以實現移頻直放站，即可將指配工作頻率轉換為其他頻率進行傳輸。
　　為減小直放站引入噪聲對系統性能的影響，這里選SAW濾波器的帶寬為5MHz。本振信號源由數字鎖相環構成^[8]，其電路原理如圖4所示。這里采用了ADI公司的關鍵頻率綜合芯片ADF4360-1^[7]，該芯片集成了數字鎖相環芯片的全部功能和VCO(voltage controlled oscillator)，為提高系統集成度、可靠性并實現小型化，打下了基礎。這里本振信號源參考時鐘頻率為10MHz。
　　根據WCDMA移動通信系統工作頻段要求，這里選用本振頻率為2 300MHz～2 600MHz，頻率步進為200kHz。頻率控制分頻比為
　　N=5f_LO　　　(2)
　　分頻比的范圍N=11 500～13 000，由分頻比引起鎖相環輸出相位噪聲惡化為:
　　L(N)=20lgN=81.2～82.3dB　　　　(3)
　　其中L(N)為相位噪聲。經過合理設計環路參數，本振源輸出相位噪聲如圖5所示。

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2.2 線性功率放大器
　　在系統中，由于功率放大器的非線性，會對系統性能造成破壞^[9]。因此，系統必須采用線性放大器。為了實現線性功率放大器，有回退法、前饋法、預失真等方法。為了在功率放大器的效率和線性之間折衷，采用了射頻預失真方法，其原理如圖6所示。預失真芯片采用了MAXIM 公司的MAX2009^[10]，該芯片能改善放大器AM/AM和AM/PM失真。
　　當功率放大器輸出功率為4W時，其鄰信道功率抑制比ACPR優于47dBc，該指標符合標準要求^[4]。如圖7所示。

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