​wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

问题1、

Band 8,WCDMA和LTE制式下,对双工器要求是否是一样的?为何双工器的厂家指标某个型号是用于LTE的,而某个型号是用于WCDMA的?同样某一些厂家WCDMA的灵敏度是OK的,但是LTE的灵敏度却差了很多?

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

隔离度要求没有差别,差不多都是-50dB ~ -58dB(当然越大越好),主要是因为LTE跟WCDMA的调变不同。首先,因为LTE的PAR比较大,PA效率较差,所以耗电流会比WCDMA大 (同样输出功率情况下) 。

耗电流越大,PCB温度就越高,那么RX讯号的Thermal Noise变大,当然灵敏度就变差。

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

同时,因为温度越高,则Insertion Loss就越大,TX Filter跟RX Filter都会受影响。

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尤其是靠近高信道的信道,Insertion Loss会增加更多,RX Filter的Insertion Loss变大,Noise Figure升高,那灵敏度当然变差!

而TX Filter的Insertion Loss变大会增加PA的Post-loss,而Post-loss越大,在天线头目标功率不变情况下,意味着你PA输出功率就越大。

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而PA输出功率越大,亦即双工器的TX端输入功率越大,则对应的温度会越高。

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再者,PA输出功率越大,其RX Band Noise也会越大。

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

缩减了RX讯号的SNR,当然灵敏度变差,再来,PA输出功率越大,则LNA输入端TX讯号就越大,亦即LNA越有饱和的风险,线性度下降,当然灵敏度就变差。

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

也因为温度上升,会造成灵敏度下降 所以LTE的PA跟双工器在Layout上要更注重散热,GND 、Via要多打孔,当然,现在普遍导入的Envelope Tracking也是舒缓散热的一个手段。

另外,SAW Filter还要考虑一个重要因素,那就是Power Handling,亦即承受的最大输入功率。

许多人认为 SAW Filter是无源组件,不须考虑输入功率。错!! SAW Filter当然是无源组件,但不代表它的输入功率没有限制。

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

在这里,有些人可能会有疑问:同样都是Class3 LTE的最大输出功率为23dBm,WCDMA的最大输出功率为24dBm,在同一路径情况下,肯定是LTE灌入双工器的Power较小。

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

换言之,就算要考虑输入功率,LTE也比WCDMA安全得多!如果今天WCDMA跟LTE讯号都是恒包络讯号,那这样的设想当然正确。

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但因为LTE跟WCDMA 都有用到振幅调变,非恒包络讯号PAR不为零,因此还必须考虑到PAR的因素。

前面说过了LTE的PAR较WCDMA大,亦即对线性度要求,会比WCDMA严格,如果以下格计算:

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

便可知道,虽然LTE的PA输出功率较小,但实际上Peak Power却是比WCDMA来得大。

因此若假设这颗双工器最大输入功率29dBm,则很明显可看出来在Peak Power时,其实WCDMA跟LTE都会让双工器呈现饱和状态,但不同的是饱和程度有所差异。

wcdma 为何WCDMA跟LTE对双工器要求不同?

SAW Filter一但饱和,其Insertion Loss会增加,饱和程度越严重,Loss就增加越多。

故由上图很明显可看出,Peak Power时LTE的饱和程度比WCDMA严重,亦即Insertion Loss会比WCDMA大,则PA的Post-loss也比较大,而PA的Post-loss越大,其灵敏度劣化程度就越大 ,前面说过就不再说。

也因此,SAW Filter的Power Handling能力是会随调变而有所改变的。

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越高阶的调变,PAR越大,为了确保Insertion Loss不因饱和而急遽上升,则可承受的最大输入功率就越小。所以如一开始所说, 一切都是因为调变不同,以至于影响温度跟Power Handling两大因素,进而影响灵敏度。

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