NCDMA中的频谱反转以确保符合3GPP2
与许多其他蜂窝标准不同，3gpp2标准要求ncdma在传输前和接收后在物理层执行频谱反转。随着当今射频（rf）收发器和基带处理器的大量选择，很容易想象如何遇到一组rf收发器和基带处理器，它们的发射和接收路径中的频谱不匹配。这种简单的疏忽将导致不符合3gpp2标准并无法解调。但是，有一些简单的技术可以帮助确定是否已对信号执行频谱反转。
介绍
本教程将帮助设计工程师管理频谱反演以符合 3gpp2 标准。对于系统集成商来说，重要的是要记住，与许多其他蜂窝标准不同，3gpp2标准要求ncdma在传输之前和接收后在物理层（通常在射频（rf）ic内）执行频谱反转。随着当今rf收发器和基带处理器的大量选择，很容易想象如何找到一组rf收发器和基带处理器，其发射和接收路径中的频谱不匹配。这种简单的疏忽将导致不符合3gpp2标准并无法解调。但是，有一些简单的技术可以帮助确定是否已对信号执行频谱反转。本教程介绍了三种在没有内置频谱反转的rf收发器上执行频谱反转的技术。
如何检测频谱反转
在发射机中，确定频谱是否反转的最简单方法是将标称正频率的单音连续波（cw）与本振（lo）频率进行比较。如果rf cw输出频率大于lo频率（正偏移），则没有发生频谱反转。但如果lo频率大于rf输出频率，则频谱已经反转。
在接收路径中，如果正偏移rf输入频率产生的i输出领先q输出90°，则rf解调器没有进行频谱反转。通常，rf解调器的调制格式遵循调制器。为了演示这些要点，让我们检查一下 wcdma 系统的上行链路和下行链路路径，如 3gpp 标准 ts 25.213 中指定（图 1）。
图1.wcdma i/q调制和解调格式。请注意，q通道乘以负相位lo，即-sin（ω瞧t），如红色所示。
变送器信号
为简单起见，假设发射器基带i和q信号由下式表示：
vm = ejωmt = cos（ωmt） + jsin（ωmt）
（请注意，这是基带上的正频率、复杂音调。
发射器i和q lo由下式表示：
loitx = cos（ωlot） and loqtx = -sin（ωlot）
现在注意q lo的负极性：
vtx = cos（ωmt）cos（ωlot） - sin（ωmt）sin（ωlot）
vtx = 1/2cos（（ωm - ωlo）t） + 1/2cos（（ωm + ωlo）t） - 1/2cos（（ωm - ωlo）t） + 1/2cos（（ωm + ωlo）t）
vtx = cos（（ωm + ωlo）t）
如上式所示，正调制基带信号与负相位lo频率相结合，产生高于lo频率的rf输出频率。结果是没有频谱反转。
接收信号
在接收端，假设相同的发射rf信号以与发射器相同的lo格式接收和解调：
vrx = cos（ωrxt），其中 ωrx = ωm + ωlo
vlo = e-jωlot = cos（ωlot） - jsin（ωlot）
vbb = cos（ωrxt）cos（ωlot） - jcos（ωrxt）sin（ωlot）
在乘除项并应用低通滤波以删除较高频率后：
vbbi = 1/2cos（（ωrx - ωlo）t） 和 vbbq = 1/2sin（（ωrx - ωlo）t）
用ωm + ωlo代替ωrx，i和q基带输出与tx基带输入的i和q相同：
im = cos（ωmt） 和 qm = sin（ωmt）
执行频谱反演
现在我们已经清楚地了解如何检测频谱反转，我们将注意力转向有目的地实现它的可用方法。如前所述，3gpp2标准要求ncdma的信号频谱在传输之前和接收后反转。以下是可用于频谱反演的三种简单方法。
方法 1
通过采用正相位lo进行频谱反转。这是 3gpp2 标准推荐的调制格式（图 2）。
图2.ncdma i/q 调制格式。注意q通道如何乘以具有正相位的lo，即sin（ωmt），以红色突出显示。
im = cos（ωmt） 和 qm = sin（ωmt）
loitx = cos（ωlot） and loqtx = sin（ωlot）
vtx = cos（ωmt）cos（ωlot） + sin（ωmt）sin（ωlot）
vtx = 1/2cos（（ωm - ωlo）t） + 1/2cos（（ωm + ωlo）t） + 1/2cos（（ωm - ωlo）t） - 1/2cos（（ωm + ωlo）t）
vtx = cos（（ωm - ωlo）t）
如图所示，rf输出频率低于lo频率。因此，频谱已被反转。
方法 2
通过反转q基带信号的极性进行频谱反转。
im = cos（ωmt） 和 qm = -sin（ωmt）
loitx = cos（ωlot） and loqtx = -sin（ωlot）
vtx = cos（ωmt）cos（ωlot） + sin（ωmt）sin（ωlot）
vtx = cos（（ωm - ωlo）t）
方法 3
通过交换i和q发射基带信号进行频谱反转。
im = sin（ωmt） 和 qm = cos（ωmt）
loitx = cos（ωlot） and loqtx = -sin（ωlot）
vtx = sin（ωmt）cos（ωlot） - cos（ωmt）sin（ωlot）
vtx = 1/2sin（（ωm + ωlo）t） + 1/2sin（（ωm - ωlo）t） - 1/2sin（（ωm + ωlo）t） + 1/2sin（（ωm - ωlo）t）
vtx = sin（（ωm - ωlo）t）
结论
方法1是3gpp2标准推荐的执行频谱反演的方法。但是，如上所示，其他方法可以达到相同的结果，并且仍然符合规范。对于max2553 wcdma收发器衍生器件的所有情况，基带输入和输出引脚均被标记，以便收发器中、发送器路径和接收器路径中均不发生频谱反转。为了符合3gpp2标准，应该意识到这一点，并应用上述方法之一来反转发射频谱。对于接收路径，在大多数情况下也需要相应的反转，除非基带已经编程为接受反相频谱信号。
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如何检测频谱反转
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vm = ejωmt = cos（ωmt） + jsin（ωmt）
（请注意，这是基带上的正频率、复杂音调。
发射器i和q lo由下式表示：
loitx = cos（ωlot） and loqtx = -sin（ωlot）
现在注意q lo的负极性：
vtx = cos（ωmt）cos（ωlot） - sin（ωmt）sin（ωlot）
vtx = 1/2cos（（ωm - ωlo）t） + 1/2cos（（ωm + ωlo）t） - 1/2cos（（ωm - ωlo）t） + 1/2cos（（ωm + ωlo）t）
vtx = cos（（ωm + ωlo）t）
如上式所示，正调制基带信号与负相位lo频率相结合，产生高于lo频率的rf输出频率。结果是没有频谱反转。
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执行频谱反演
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通过采用正相位lo进行频谱反转。这是 3gpp2 标准推荐的调制格式（图 2）。
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vtx = cos（（ωm - ωlo）t）
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vtx = cos（ωmt）cos（ωlot） + sin（ωmt）sin（ωlot）
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im = sin（ωmt） 和 qm = cos（ωmt）
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vtx = sin（ωmt）cos（ωlot） - cos（ωmt）sin（ωlot）
vtx = 1/2sin（（ωm + ωlo）t） + 1/2sin（（ωm - ωlo）t） - 1/2sin（（ωm + ωlo）t） + 1/2sin（（ωm - ωlo）t）
vtx = sin（（ωm - ωlo）t）
结论
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