Integrated baseband filter for multicarrier base-station receiver

Abstract

Tukiaseman vastaanottimen on kyettävä vastaanottamaan kaikki operaattorin käytössä olevat rinnakkaiset taajuuskanavat yhden taajuuskanavan sijaan. Perinteinen toteutustapa kolmannen sukupolven WCDMA järjestelmän tukiasemassa on käyttää operaattorin jokaista taajuuskanavaa kohden omaa erillistä vastaanotinta. Tällaisen usean rinnakkaisen vastaanottimen aiheuttamaa suurta komponenttien määrää ja kallista hintaa pystytään merkittävästi pienentämään integroimalla yhdelle puolijohdepalalle sellainen tukiasemavastaanotin, joka vastaanottaa kerralla useita taajuuskanavia. Näin myös pienennetään vastaanotinyksikön kokoa ja tehonkulutusta.

Tässä diplomityössä suunniteltiin, toteutettiin ja mitattiin integroitu kantataajuussuodatin usean kantoaallon WCDMA-tukiasemavastaanottimeen, jolla valinnan mukaan voidaan vastaanottaa yhdestä neljään vierekkäistä WCDMA-kanavaa. Kantataajuussuodattimen -3 dB:n kulmataajuuden on siten oltava ohjelmoitava 2,5 MHz, 5 MHz, 7,5 MHz ja 10 MHz kaistanleveyksille. Prototyyppisuodattimena käytettiin neliasteista Chebyshev-alipäästösuodatinta ja kantataajuussuodatin toteutettiin käyttäen operaatiovahvistin-RC-tekniikkaa. Suodattimen kaistanleveyden säätö ja prosessivariaatioiden kompensointi toteutettiin 10-bittisillä kytkinkondensaattorimatriiseilla. Kantataajuussuodatin integroitiin osana tukiasemavastaanotinta 0,25 µm SiGe BiCMOS -teknologialla. Simulointi- ja mittaustuloksien todettiin vastaavan hyvin toisiaan. Kantataajuussuodattimen toiminnalle, lineaarisuudelle ja kohinalle asetetut vaatimukset täytettiin.