2018年08月09日 | ADRV9009/9008单平台收发器是如何满足所有通信标准需求的？

日前，ADI宣布RadioVerse技术和设计生态系统再添一系列新品，包括ADRV9009、ADRV9008-1、ADRV9008-2三款平台化产品，ADI RadioVerse市场经理翁洁详细介绍了RadioVerse新品的详情。

其中ADRV9009为集成式双通道RF发射器、接收器和观测接收机，ADRV9008-1为集成式双通道RF接收器，ADRV9008-2为带观测接收机的集成式双通道发射器。

为什么需要平台化产品？

ADRV9009/9008一则广告，说明平台化产品有多重要

翁洁表示，5G在中国将加速部署是件毋庸置疑的趋势，但是和4G相比，需要众多的技术升级，包括空口技术、编码技术、基带等都需要引入新技术和新标准。对于收发器来说，具体要满足以下三点特性，首先5G频谱目前还未确定，因此频谱的扩展相当重要，器件必须要覆盖所有频谱标准。其次，3GPP里目前规定5G的最大带宽为200MHz，因此收发器的相应带宽也需要支持200MHz，另外Massive MIMO的技术，也需要更高集成通道的收发器。

这些ADRV9009/9008都可以满足。

尽管5G这么热门，但翁洁强调对于通讯市场来说，旧有的通信技术仍然会有大量的市场需求，所以设备商既需要对于先进技术平台的需求，同时也需要向前兼容旧有协议。如果依靠多种平台解决方案满足需求的话，会增加成本。因此客户需要一个强大的解决方案，用同一平台满足所有的通讯开发需求，可明显减轻客户在成本、开发、备料上的压力。

而这些，ADRV9009/9008也可以满足。

ADRV9009/9008可应用领域包括，3G/4G/5G TDD宏蜂窝基站，TDD有源天线系统，大规模MIMO，相控阵雷达，电子战，军事通信，便携测试设备等多应用领域。支持包括3GPP、NB-IOT、多载波GSM等多种标准。

翁洁具体解释道，ADRV9009已经达到了分立系统的性能，因此针对通信领域，ADRV9009可以满足多载波GSM对线性度和对噪声的要求，同时通过多芯片相位同步，简化波束成形相位校准过程。

而在防务领域来说，具有快速跳频特性可增加链路的可靠性、安全性的。

针对测试仪器依波表来说，200MHz带宽可满足5G测试仪器需求，替代传统离散方案。此外，RadioVerse可支持无线电SDR，满足紧急通信设备场景。

ADRV9009/9008应用场景一览

ADRV9009/9008为什么这么强大？

ADRV9009框图如图所示。

具体性能指标如下：

ADRV9009:

• 双发射器

• 双接收器

• 双输入共享观察接收器

• 最大接收器带宽：200 MHz

• 最大可调谐发射器合成带宽：450 MHz

• 最大观察接收器带宽：450 MHz

• 全集成的小数 N 射频合成器

• 全集成的时钟合成器

• 适用于射频 LO 和基带时钟的多芯片相位同步

• JESD204B 数据路径接口

• 调谐范围：75 MHz 至 6000 MHz

ADRV9008-1:

• 双接收器

• 最大接收器带宽：200 MHz

• 全集成的小数 N 射频合成器

• 全集成的时钟合成器

• 适用于射频 LO 和基带时钟的多芯片相位同步

• JESD204B 数据路径接口

• 调谐范围：75 MHz 至 6000 MHz

ADRV9008-2:

• 双发射器

• 双输入共享观察接收器

• 最大可调谐发射器合成带宽：450 MHz

• 最大观察接收器带宽：450 MHz

• 全集成的小数 N 射频合成器

• 全集成的时钟合成器

• 适用于射频 LO 和基带时钟的多芯片相位同步

• JESD204B 数据路径接口

• 调谐范围：75 MHz 至 6000 MHz

相较于前一代产品AD9371来说，接收器的带宽从100MHz扩大到200MHz，发射器的带宽从250MHz提高到450MHz，更宽的带宽可以支持更高的数据速率，满足2G到5G的所有需求。

ADRV9009增加了相位同步算法，可通过内部LO相位同步简化数字波束成形，无需外部本振和复杂的离散原件，降低大规模 MIMO 和相控阵雷达的系统复杂性、成本和功耗。

ADRV9009和AD9371相比，跳频性能有更大提高，AD9371跳频是几百毫秒级，而ADRV9009可在100毫秒之内完成，从而减少系统停机时间，改善频谱效率和链路安全性。尤其是对于防务应用来说，需要通过快速跳频实现通讯的安全性和可靠性。“这体现出RadioVerse的多样性，不仅仅是为了通用通信市场开发，还会考虑其他一些客户的特殊需求。”翁洁说道。

如图所示，ADRV9009支持单芯片TDD，ADRV9008则通过ADRV9008-1和ADRV9008-2支持FDD模式，这是两款芯片的最主要区别。对于部分只需要接收通道的监听器或者频谱仪之类的应用来说，可以节约部分成本和功耗。同时，如果需要单芯片支持FDD的话，器件内部至少要集成两个本振，才可以一个LO支持Rx频率，一个LO支持Tx频率，但两个LO之间会产生耦合，考虑到5G及多载波GSM对性能要求较高，所以将收发器分离，从而实现更好的性能。

此外，ADRV9009/9008内部集成DPD（数字预失真），并集成观测接收器。观测接收器有两个用途，一个是开放给客户，用作DPD观测环回通路。还有一个功能是芯片内部用它做校准，因为零中频需要用校准达到降低镜像抑制以及本振泄露等作用。

Tips：预失真原理，即通过一个预失真元件(Predistorter)来和功放元件(PA) 级联，非线性失真功能内置于数字、数码基带信号处理域中，其与放大器展示的失真数量相当(“相等”)，但功能却相反。将这两个非线性失真功能相结合，便能够实现高度线性、无失真的系统。数字预失真技术的挑战在于PA的失真(即非线性)特性会随时间、温度以及偏压(biasing)的变化而变化，因器件的不同而不同。因此，尽管能为一个器件确定特性并设计正确的预失真算法，但要对每个器件都进行上述工作在经济上则是不可行的。为了解决上述偏差，我们须使用反馈机制，对输出信号进行采样，并用以校正预失真算法。数字预失真采用数字电路实现这个预失真器(Predistorter)，通常采用数字信号处理来完成。通过增加一个非线性电路用以补偿功率放大器的非线性。这样就可以在功率放大器(PA)内使用简单的AB类平台，从而可以消除基站厂商制造前馈放大器 (feedforward amplifier)的负担和复杂性。此外，由于放大器不再需要误差放大器失真矫正电路，因此可以显着提高系统效率。

此前，DPD通常作为分立元件放置在PA与收发器之间，而自AD9375起RadioVerse就集成了DPD，使得设计更为简单。

RadioVerse平台化发展路径

RadioVerse是ADI于两年前提出的无线电RF技术和设计生态系统，其核心是ADI特有的的宽带射频收发器和超低功耗收发器，围绕收发器，ADI提供了一系列的测试环境和评估的软件工具，同时也包含ADI自己开发以及和第三方合作推出的参考设计，其宗旨就是帮助客户尽快将射频产品推向市场。

RadioVerse起初是为了针对通讯无线基础设施，比如宏基站、小基站等应用，之后又衍生到了中继站、IoT网关gateway，微基站等多种应用。而随着通信技术的不断拓展，包括无人机图传、机器人、对讲机等应用中，同样采用了RadioVerse的方案。

        RadioVerse的一则广告，说明了其意义所在
   

翁洁特别提到了不久前在泰国发生的足球队员被困事件，在该事件中，除了马斯克的迷你潜水艇黑科技之外，还有Maxtech Network提供的紧急救援通信系统。一般情况下，在洞穴这种阻碍较多的地方，信号很难穿越，但通过几十套Maxtech设备，通讯系统可使无线电设备以菊链(daisy-chain)模式连结起来，使受困于洞穴深处的少年藉此将语音、数据与影像信息传送至外界。在这套设备内部，就使用了AD9364单通道收发器。“我们可以自豪地说，收发器是可以拯救生命的。”翁洁说道。

泰国警方手持Maxtech设备

盘点一下此前RadioVerse产品线，我们不难看出，无论是带宽、收发器、镜像抑制、直流抑制等性能都在不断提升，越来越符合宏基站的性能要求。

翁洁表示，RadioVerse拥有高集成度，本身硬件架构师零中频的，内部集成了接收通路、反馈通路、发射通路，可直接取代传统中频架构所需要的多级放大器、过滤器、ADC和数字处理等二十余款器件构成的离散架构。

为了让用户更为方便的了解RadioVerse，ADI专门设计了专题页面（http://www.analog.com/cn/applications/technology/sdr-radioverse-pavilion-home.html），截至目前已有超过40万的访问量，在专题页面中，用户可下载文档、用户手册等，还可以找到评估板资料，软件资料等丰富资源，同时也可以获得ADI和第三方推出的各类参考设计，加速产品设计周期。

如图所示，ADI无论在技术、工具、合作伙伴、参考设计、第三方等方面，都在不断进行扩充，也吸纳了包括HJX在内的多家中国本土公司，以更好地服务中国客户，同时也积极帮助中国本土公司走出国门，服务全球伙伴。

翁洁特别强调，ADI通过推出可直接应用于生产环节的参考设计，大幅加速客户开发周期。像ADRV9009产品，在上市之前就和第三方合作，用户拿到新产品要经过评估、开发等环节，通常要一年到一年半左右，而现在客户可以在半年内将产品推向市场。

翁洁透露，今年四季度，ADRV 9009RF-SOM就会完成，该参考设计最多可扩展到4个ADRV9009，8×8通道。SOM正是一个模块化可直接用于生产的系统，支持包括9009相位同步、FPGA、以及通用外围接口电路，完全由ADI自主完成，此外ADI还会将驱动代码开源在GitHub上，用户不光可以评估，这款经过认证的生产就绪型产品可直接用到通信、雷达以及测试仪表中。“我们通过提供更多底层资源，让客户更好地简化硬件开发流程，从而专注于软件及上层应用的开发，这也是客户所希望得到的。”翁洁说道。

为了完善RadioVerse的生态系统，ADI不断地听取客户反馈。翁洁以JESD204B举例道，“我们和客户交流时发现JESD204B建立连接很困难，最多可能要耗费几个月时间。所以我们提供了一个整套软件方案，通过和Xilinx、英特尔的合作，完成兼容性验证，帮助客户在FPGA上快速实现JESD204B的连接，可以和ADI的高速转换器、收发器，时钟芯片等连接，开发周期则降到了两个礼拜之内。”

此为ADRV9009/9008评估板介绍视频，已经集成了各种元素

谈到RadioVerse未来发展方向，翁洁表示：“RadioVerse一定是朝向平台化发展，这个平台不但可以连接ADI和客户，还可以连接ADI的合作伙伴和客户，以及ADI内部的各种不同技术。未来5G除了sub-6GHz的需求之外，还有毫米波技术。在毫米波、Lidar、Radar等领域，ADI也有着充足的积累。RadioVerse作为一个平台会把这些ADI不同的技术、ADI的客户、ADI的合作伙伴连接在一起，提供一站式的服务，来解决他们最棘手的无线电难题。”