【導讀】商業建築和體育場館等現代環境常需要改進蜂窩網絡覆蓋性能
，以提供無縫連接體驗。然而，如今的大型商業建築
、醫院和體育場館常常會采用厚鋼材、混凝土和節能玻璃牆
，這些材料容易阻礙蜂窩信號傳輸，導致人員在其中無法獲得良好的手機信號。換句話說
，加固結構、有you色se窗chuang戶hu以yi及ji其qi他ta建jian築zhu材cai料liao會hui讓rang建jian築zhu物wu屏ping蔽bi射she頻pin信xin號hao。此ci外wai
，高gao層ceng建jian築zhu可ke能neng會hui受shou到dao附fu近jin蜂feng窩wo塔ta的de高gao水shui平ping射she頻pin幹gan擾rao，這zhe會hui進jin一yi步bu降jiang低di信xin號hao質zhi量liang。當dang狹xia小xiao空kong間jian中zhong的de人ren員yuan過guo多duo時shi，常chang會hui導dao致zhi係xi統tong超chao容rong量liang，這zhe也ye是shi手shou機ji接jie收shou信xin號hao不bu良liang的de一yi個ge原yuan因yin。這zhe些xie因yin素su共gong同tong導dao致zhi了le不bu理li想xiang的de蜂feng窩wo電dian話hua接jie收shou效xiao果guo。而er集ji成cheng式shiDAS解決方案可以在提供優質蜂窩服務和加速無線網絡的未來發展中發揮關鍵作用。

商業建築和體育場館等現代環境常需要改進蜂窩網絡覆蓋性能，以提供無縫連接體驗。然而，如今的大型商業建築、醫院和體育場館常常會采用厚鋼材、混凝土和節能玻璃牆，這些材料容易阻礙蜂窩信號傳輸，導致人員在其中無法獲得良好的手機信號。換句話說，加固結構、有you色se窗chuang戶hu以yi及ji其qi他ta建jian築zhu材cai料liao會hui讓rang建jian築zhu物wu屏ping蔽bi射she頻pin信xin號hao。此ci外wai，高gao層ceng建jian築zhu可ke能neng會hui受shou到dao附fu近jin蜂feng窩wo塔ta的de高gao水shui平ping射she頻pin幹gan擾rao
，這zhe會hui進jin一yi步bu降jiang低di信xin號hao質zhi量liang。當dang狹xia小xiao空kong間jian中zhong的de人ren員yuan過guo多duo時shi，常chang會hui導dao致zhi係xi統tong超chao容rong量liang，這zhe也ye是shi手shou機ji接jie收shou信xin號hao不bu良liang的de一yi個ge原yuan因yin。這zhe些xie因yin素su共gong同tong導dao致zhi了le不bu理li想xiang的de蜂feng窩wo電dian話hua接jie收shou效xiao果guo。而er集ji成cheng式shiDAS解決方案可以在提供優質蜂窩服務和加速無線網絡的未來發展中發揮關鍵作用。

DAS是一種室內無線增強係統，可為建築內的人員提供可靠的手機覆蓋。DAS是shi由you在zai空kong間jian中zhong彼bi此ci獨du立li的de天tian線xian節jie點dian組zu成cheng的de網wang絡luo，可ke擴kuo展zhan蜂feng窩wo範fan圍wei並bing增zeng強qiang信xin號hao強qiang度du
，在zai高gao密mi度du室shi內nei或huo室shi外wai場chang所suo實shi現xian出chu色se的de蜂feng窩wo連lian接jie體ti驗yan。盡jin管guanDAS的具體部署方式各不相同，但典型部署可能涉及以下組件的直接連接：施主天線

、射頻信號BDA或增強器
、無線運營商的基站收發台(BTS)、光纖分配前端
、RAU以及建築物內經戰略性部署的多個天花板天線。某些情況下，還需要為每家運營商都安裝一個BTS。

通(tong)常(chang)
，多(duo)個(ge)射(she)頻(pin)饋(kui)送(song)信(xin)號(hao)會(hui)被(bei)合(he)並(bing)，然(ran)後(hou)傳(chuan)遞(di)到(dao)前(qian)端(duan)，即(ji)主(zhu)分(fen)配(pei)單(dan)元(yuan)。施(shi)主(zhu)天(tian)線(xian)位(wei)於(yu)建(jian)築(zhu)物(wu)頂(ding)部(bu)
，負(fu)責(ze)發(fa)送(song)信(xin)號(hao)和(he)接(jie)收(shou)來(lai)自(zi)蜂(feng)窩(wo)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)信(xin)號(hao)，並(bing)通(tong)過(guo)處(chu)於(yu)適(shi)宜(yi)位(wei)置(zhi)的(de)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)BDA將無線信號引入建築物中。前端設備隨後通過各種光纖電纜向RAU饋送信號。RAU又通過同軸電纜向天線係統饋送信號。單個RAU可以向多個天花板天線饋送信號。與蜂窩基站為蜂窩網絡提供覆蓋類似，這可以為建築物內的移動設備提供語音和數據服務。圖1顯示了一個典型的全DAS架構。

圖1.混合DAS架構

室內無線覆蓋有兩個主要的改善趨勢：一是僅使用射頻增強器或BDA產品
，這些是簡單的信號中繼器（也稱為無源DAS）；二是使用完整的有源DAS係統，如圖1所示。無源和有源DAS信號分配係統均可用於改善商業建築內的無線覆蓋和容量
，可根據實際情況選用。混合DAS是指同時包含無源和有源方案的分布式係統。

射頻信號從施主天線傳播得越遠，信號強度就會越來越弱
，原因是長同軸電纜會帶來衰減。無源DAS可以避免或減輕這種情況

，該方案使用了大量的多頻段射頻中繼器來增強或放大並重新驅動信號。BDA前端包括一個具有濾波性能的低噪聲放大器(LNA)，有時還包括自動增益控製(AGC)電路。AGC器件專門設計用於限製射頻功率水平

，以及保護BDA免受損壞或失真。BDA可同時放大兩個方向上的射頻信號。BDA不會調製
、修改或以其他方式扭曲實際射頻信號。其主要作用在於增強整個建築物中的射頻信號。大多數BDA模塊設計用於同時放大多個載波，其使用不需要與運營商達成協議。圖2所示為高級方框圖
，其中包含推薦使用的BDA器件，可用於放大和重播射頻信號。

圖2.BDA/射頻增強器框圖

DAS前端設備負責執行模數轉換，可轉換來自一家或多家運營商的射頻信號。這就是為什麼每家供應商通常需要運營商批準才能安裝有源DAS。將射頻信號數字化並將其置於高帶寬光纖電纜上
，可使信號以高帶寬、全強度和非常低的損耗，並跨越更遠的距離傳輸至整個商業建築中經戰略性部署的所有RAU中。此過程將進一步增強信號的抗幹擾性。

RAU將數字光纖信號轉換回模擬射頻信號，並將其饋送到DAS天花板天線。RAU通過同軸電纜連接到遠端吸頂天線，以實現更大的覆蓋範圍和更長的通信距離，讓所有用戶都能享受到出色的蜂窩連接體驗。圖1顯示了前端和所有RAU之間的光纖布線。

RAU是DAS中主要的關鍵功能，有助於擴展射頻容量。RAU的主要作用是實現數字到射頻和射頻到數字的轉換。ADI提供了集成度高且靈活性強的射頻收發器解決方案（如ADRV902x係列）
，為幫助RAU勝任複雜任務帶來了基礎集成電路器件。

圖3顯示了典型DAS RAU的高級框圖。表1列出了一些建議的器件功能和產品型號。圖中為該平台提供了多個具體的器件建議，但下文將僅重點關注射頻收發器、ADRV9029和一些附加電源器件。

圖3.使用ADRV9029射頻收發器的典型RAU的框圖

表1.RAU設計的建議器件

ADRV9029 是一款高集成度的零中頻采樣模擬收發器，能夠合成和數字化寬帶信號。通過編程，該器件可用於頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)應用。該器件能夠提供DAS蜂窩基礎設施應用所需的性能
，尤其是RAU。作為其數字前端模塊的一部分，該器件具有數字預失真(DPD)自適應引擎和削峰(CFR)引擎，這兩個關鍵功能使其在競爭對手中脫穎而出。如果DAS係統的低延遲要求非常嚴格，則可以旁路CFR。圖4為ADRV9029的功能框圖。

圖4.ADRV9029功能框圖

DPD功能或特性支持無線係統將其功率放大器(PA)驅動至更接近飽和的狀態（但不會使功率放大器飽和）
，從而在保持線性度的同時
，實現更高效率的功率放大器。也就是說DPD功能通過擴展PA的線性工作區，使RAU實現更高的功放效率，而且仍然滿足發射信號鏈的鄰道泄漏比(ACLR)要求。遠程DAS節點中的PA還有助於降低其整體功耗。ADRV9029的觀察接收路徑連接到DPD執行器和係數計算引擎，以幫助係統的PA高效運行。

ADRV9029的DPD算法支持高達200 MHz的載波帶寬。與使用射頻收發器和基於FPGA的DPD分立式解決方案相比，將DPD功能集成到ADRV9029中可顯著節省係統級成本、空間和功耗。如特定應用有需要，可以通過GPIO控製完全旁路ADRV9029中的DPD引擎。

將DPD應用於20 MHz LTE信號基帶數據後
，ACLR（即所分配信道上的發射功率與相鄰無線電信道中泄漏的功率之比）的性能改進如圖5所示。這些功率譜密度圖說明了在應用DPD後，由LTE 20 MHz信號的交調產物引起的帶外非線性如何降低15 dB至20 dB。

圖5.功率譜密度，顯示了對20 MHz LTE信號應用DPD後ACLR的改善

由於當前無線係統相關技術的固有特性，信號可能會具有很高的峰均功率比(PAPR)，這一現象在正交頻分複用(OFDM)等多載波波形中尤為明顯，並會導致降低PA的效率。主要原因是信號的峰值超出了PA的線性工作範圍。削峰(CFR)方案可確保信號所需的範圍在功率放大器的線性範圍內，並有助於減輕甚至消除係統中PAPR的影響。

ADRV9029帶有板載CFR引擎，該引擎可幫助降低PAPR。通過降低PAPR，RAU的PA可以在更高輸出功率下運行，從而提高其在發射線路中的功率放大器效率。該器件配備了三個CFR引擎。簡而言之，這個精密受控的單片平台提供了一個由CFR模塊預輔助的DPD引擎。正是這種芯片上信號處理的組合，使得ADRV9029在在保持PA線性度方麵占據了競爭優勢。

ADRV9029利用了一種基於脈衝消除技術的變體來實現CFR。gaifangfatongguocongjiancedaodefengzhizhongjianquyuxianjisuandemaichong，shixinhaobaochizaigonglvfangdaqidexianxingfanweinei。yinci，zhexuyaoweimeigezaibozuheshengchengbingjiazaimaichong。youyushangshuheqitayinsurangCFR模塊產生了額外的延遲。在大多數情況下，DAS係統具有嚴格的延遲要求。在此類情況中，可以簡單地旁路CFR功能。ADRV9026 是不帶DPD和CFR的產品係列的成員。

努力實現盡可能高的誤差矢量幅度(EVM)和鄰道泄漏比(ACLR)等靜態發射器性能指標後，如果忽視RAU的係統電源設計

，可能會導致與射頻設計和仿真工作相關的所有優異成果均付諸東流。在工作期間，ADRV9029的電源電流可能會有很大變化，尤其是在TDD模式下工作時。如果不對電源噪聲加以控製，則甚至會讓JESD204B/JESD204C鏈路性能受到影響。

ADI公司開發了有關開關模式電源和封裝的創新技術，以支持其所有射頻收發器和其他5G RF SoC器件，例如ADRV9029。Silent Switcher® 3係列IC具有超低頻輸出噪聲、快速瞬態響應、低EMI輻射和高效率等特性。我們推薦在RAU中使用 LT8642S、LT8625S 和 LT8627SP，如圖3中的框圖所示。

在大多數情況下
，ADI第三代Silent Switcher器件無需LDO，即使在鎖相環和LNA設計等對電源噪聲非常敏感的應用中也是如此。當需要LDO時，推薦使用 ADM7172 和 LT1761。為了避免不必要的上電電流
，ADRV9029需要遵循特定的上電序列。此時建議采用 ADM1166 作為解決方案。

DAS有助於實現高效的射頻覆蓋範圍和容量，改進無縫連接性能，從而滿足當今對可靠語音和數據的高需求。本文討論了BDA（也稱為無源DAS）或全有源DAS解決方案如何改善建築結構內的蜂窩信號，以確保整個設施內的所有人員均享有穩健可靠的無線連接體驗。RAU是全有源DAS通信解決方案不可或缺的組成部分
，就像ADRV9029對於DAS節點一樣。

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