LTE(Long Term Evolution)是近兩年來3GPP啟動的最大的通信新技術研發項目，由于LTE標準具有更高頻譜效率的無線接入技術及平滑的IP核心網絡，相比于 2G/3G的移動網絡，網絡性能獲得大幅度的提高，并明顯降低了網絡的運營成本。LTE作為新一代技術路標，其目標容量和數據速率的提高可支持對容量和性 能有較高要求的新業務和特征，隨著必要的網絡構架和技術改進，下行鏈路和上行鏈路通道數據速率更高，其中基于TDD的TD-SCDMA將演進到TDD- LTE，而基于FDD的WCDMA，CDMA2000將演進到FDD-LTE。移動數據業務的爆發式增長與智能手機的高速發展，正在加速移動寬帶市場的發 展，2010年開始，FDD LTE已經進入全球化商用部署階段，目前已遍及歐洲、北美、亞太和中東等。

　　7月13日，工業和信息化部有關負責人明確表示，將根據企業申請情況和所具備的條件，推動年內發放4G牌照，加快推進中國4G產業化發展。在國內， 中國移動近期啟動的TD-LTE一期招標正在如火如荼地進行，此次招標建設的TD-LTE網絡，建成后將是全球最大的4G網絡。而中國聯通仍會堅持FDD LTE的各項準備和實驗工作，中國聯通在4G時代的終端和網絡上仍可能占優勢。

　　因此未來1-3年LTE將會進入全面覆蓋的時候，基站網絡一旦形成，需要大量的直放站進行補充和支撐，以形成完整的覆蓋網絡，而且LTE通信的智能面很高，終端一般在室內，因此，各類數字化、多模化、集成化、智能化的直放站及其室內數字分布系統需求仍有較大的市場。

　　2.基于MIMO的LTE數字光纖直放站

　　2.1 整體架構

　　在移動通信領域，直放站是基站網絡形成以后，進行盲區的覆蓋補充和完善，新型數字光纖直放站是目前直放站中應用最廣泛的。以典型的2*2MIMO的新型數字光纖直放站原理框圖如圖1所示：

　　遠端機主要分為4個大模塊：數字處理模塊?RFIC收發模塊?功放和雙工器濾波模塊。數字處理模塊用于光傳輸的調制解調、數字上下變頻、A/D轉換等; 收發模塊完成中頻信號到射頻信號的變換;再經過功放和濾波模塊，將射頻信號通過天線口發射出去。近端機更簡單，主要比遠端機少了低噪放和功放，其他原理和 遠端機類似。

　　2.2 新型LTE數字直放站的主要技術

　　不用于傳統的2G?3G數字光纖站，新型的基于MIMO技術的LTE數字直放站是將多路的射頻信號數字化，采用RFIC射頻集成技術?多路DPD線性處理技術、高效率功放技術、數字變頻技術、多路基帶信號處理技術、數字光端機、嵌入式軟件輔助系統來完成。其主要特點是可提高直放站靈活性、抗外界干擾的能力、提高功放效率，滿足節約型社會需要。同時在軟件系統的幫助下，輕松實現升級擴容，組網方式靈活多變。其主要創新的技術包括以下幾方面：

　　(1)射頻小信號?數字硬件一體化技術及實現方案

　　由于要求直放站設備體積盡量小，整機系統子模塊可以考慮高度集成?一體化設計，并作好結構的散熱分析設計。為了低成本和小體積的設計考慮，采用一體化集 成RFIC芯片設計，如ADI的AD9362，Maxim的MAX2580等一體化集成芯片可以滿足設計指標要求。其一體化集成芯片設計主要包括鎖相環， 模擬寬帶上下變頻，ADC/DAC數據轉換，以及中頻濾波放大等。主要功能是對輸入?輸出數據進行各種放大?濾波和頻率變換;由于正交分解后的I/Q 兩路基帶信號對上述后續處理往往帶來很大的方便和良好的性能，大部分數字變頻方案都采用了正交兩路處理的典型結構。

　　(2)高效率高線性功放設計

　　總功率輸出10W以上的功放，其功放模塊采用了Doherty功放合成技術和先進算法的雙通道分時處理的單路DPD技術相結合，使功放的線性和效率得到 很大的提高，既滿足LTE信號對線性的高要求，又降低了設備功耗，減小運營商的運營成本。其功放模塊的原理框圖如圖2。

　　①Doherty功放合成技術及實現

　　功率放大器的線性度和效率是設計功率放大器的重點。Doherty方法被認為是提高效率最有前景的一種結構。Doherty功放有一個主功放和峰值功放 構成，將輸入信號的平均部分和峰值部分分開放大，然后合成，通過對輸出的合路微帶的設計，使峰值功放和主功放都起到Load-Pull的作用從而獲得高效 率。數字預失真DPD與Doherty結合的結構具有很大的價值。

　　由于LTE系統采用了OFDM和64QAM調制方式，具有很高的峰值功率，因此本項目采用適當的削峰CFR技術，包絡跟蹤技術和2路Doherty合成等技術，進一步提高功放效率。

　　②功放部分采用了多通道分時處理的單路數字預失真DPD技術及實現

　　D P D技術的優點是不存在穩定性問題，有更寬的信號頻帶，能夠處理含多載波的信號，效率較高。為了滿足LTE調制信號對功放的高線性要求，新一代功放的DPD 技術得到了極大地發展。DPD算法的主要思想是對功放的非線性效應進行反向建模，以抑制它的非線性影響，使功放盡可能線性化。

　　另外LTE數字光纖站開發采用多天線技術，支持2天線，相應的下行功放輸出有2路，采用射頻開關切換，分別對其每路功放進行DPD數字預失真處理， 通過軟件設計一定時間進行切換保持，可以保證每路的DPD的性能，比傳統DPD方式減少了1路，節省了硬件空間，并節約了成本。

　　(3)CPRI支持大容量接口協議的研究

　　通用公共無線接口聯盟(簡稱CPRI)是一個工業合作組織，致力于從事無線基站內部無線設備控制中心(簡稱REC)及無線設備(簡稱RE)之間主要接口 規范的制定工作。本項目采用XLINX公司的FPGA的方式，將CPRI接口部分和數字前端部分集成到一個芯片當中，從而提高了系統的集成度和抗電磁干擾 能力，降低了系統成本，同時FPGA的可再編程性，使得CPRI接口可以根據需要靈活調整，增強了不同設備廠商之間的設備兼容性。同時FDD-LTE 分布式基站Ir接口技術要求也已經制訂出來相關標準。隨著相關技術和標準的發展，CPRI標準也已不斷進行了更新和升級。

　　4G移動通信LTE采用了MIMO技術，其數據容量增大了幾倍，因此對于光纖數據傳輸相應的容量要求也更高了，現在XLINX/ALTERA/LATTICE等公司都新推出的各類型的FPGA可以滿足低成本數據壓縮設計的需求。本項目采用了XLINX數據壓縮數據算法，降低了數字光模塊的速率要 求，滿足了低成本光纖傳輸的設計需求。