קשרי מיקרוגל נקודה-לנקודה הם חלק אינטגראלי של רשת סלולרית ניידת, המספק יכולת ריכוז נתונים בין אתרי תאים (BTS/NodeBs) ובקרי הרדיו (BSC/RNCs) ביותר מ-50% מהפריסה העולמית בה חיבורי סיבים אינם יעילים-לעלות לשם פריסה.
ההתפוצצות לאחרונה בתעבורת רשת ניידת הנגרמת על-ידי העברת השוק לטלפונים חכמים (דוגמת הוידיאו הזורם) הגבירה את דרישות הנתונים והפעילה לחץ על יכולת הציוד הקיימת של ריכוז ציוד מיקרוגל. כדי להתאים את תפוקת נתונים של הרשת המרוכזת לצורכי ה-LTE
וה-LTE-Advanced, קשרי המיקרוגל של הדור הבא יצטרכו:
לעבור בהדרגה לאפנון דיגיטלי מסדר גבוה יותר מה-QAM256 של היום ועד ל-QAM4096 הגבוה בעתיד, ולספק בכך 50% עלייה ביכולת בתוך השמה של ערוץ קבוע.
לתמוך בהשמת ערוצים מ-56 מגה-הרץ כיום ל-112 מגה-הרץ בתחום המסורתי של 6-42 גיגה-הרץ. כל הכפלה של רוחב-הפס של הערוצים מספקת עלייה יחסית בתפוקת הנתונים אם היחס
Carrier-to-Noise נשאר קבוע.
להשתמש בטכניקות כגון שוני הקיטוב, צבירת ערוצים ו-MIMO NxN של קו ראייה.
כמו שאופייני במקרה של תכנון מערכת תקשורת, עלייה זו ביכולת התפוקה דורשת מחיר. כדי לתמוך בשילובים של רמות QAM גבוהות יותר ורוחב-פס של ערוץ, צריך שלחיבור המיקרוגל תהיה יכולת גבוהה יותר בתחום הדינמי כדי לתמוך בביצועי ה-EVM המזעריים הדרושים מאחר שרגישות המקלט מופחתת ב-3dB עבור כל הכפלה בגודל או ברוחב-הפס של ה-QAM. מאחר שציוד המיקרוגל צריך להישאר גמיש, דרוש שיקול נוסף כדי לתמוך בכל תרחישי הפעולה האפשריים עדיין תוך כדי פישוט סינון ה-Rx ואת דרישות ה-AGC עבור ביצועים משופרים והפחתת העלויות.
מגמה נוספת בתעשייה היא ההופעה של יחידות חיצוניות מלאות (full outdoor units – ) בהן המודם ומקמ”ש הרדיו משולבים עם יחידות המיתוג וממשק התעבורה בתיבה עצמאית המורכבת על מגדל או מבנה דומה. מגמה זו מונהגת על-ידי ה-CAPEX/OPEX באתרים חדשים ואילוצי המקום באתרים הקיימים. מערכות “פיצול” פנימיות/חיצוניות (outdoor – ODU) מאכסנות את חלק ה-µW/RF ב-ODU עם כבל קואקסיאלי המתחבר ליתר המערכת הממוקמת במחסן ציוד (IDU). הכבל הקואקסיאלי יכול להיות באורך של עד 300 מטרים והוא נושא תעבורה דו-כיוונית עם diplexer המשמש להפרדת האות RxIF הממורכז ב-140 מגה-הרץ מה-אות TxIFהממורכז בתחום ה-340-400 מגה-הרץ.
בעוד זוהי מגמה מרשימה, רוב ציוד ה-µW המשוגר כיום ובעתיד הנראה לעין הוא המערכת המחולקת IDU/ODU. היה מועיל להשתמש בארכיטקטורת מודם מקמ”ש בעורף (back-end) לשם מטרות של שימוש חוזר בתכנון התומך גם במערכת הישנה ופלטפורמות ה-ODU של הדור הבא.
התקדמויות אחרונות בשתי הטכנולוגיות DAC ו-ADC המהירות הפועלות בקצבי שעון הרבה מעל 1.5 גיגה-דגימות בשנייה מאפשרות כעת לסנתז או להפוך לדיגיטליים אותות QAM ב-IFs גבוהים עם דיוק יוצא מן הכלל כדי לתמוך ב-4096 QAM (ומעל זה). מלבד ביטול הצורך בתיקון שגיאות ניצבות הדרוש עבור יישומי ה-IQ האנלוגיים הישנים, התחום הדינמי הגבוה ביחד עם יחס דגימות-היתר מאפשר ביצוע רוב הסינון בתחום הדיגיטלי ומפחית בכך את כמות הסינון האנלוגי והשוויון הדרושים כדי לפצות עבורם. בשביל נתיב אות
ה-Tx, DACs מהירים דוגמת ה-AD9142 וה-AD9136 מתחילים כבר להחליף את יישומי המאפנן DAC הכפול וה-IQ כדי לסנתז את אותות ה-QAM רחבי-הפס עם ביצועי (error vector magnitude) יוצאים מן הכלל ללא הצורך בכיול Tx. בשביל נתיב אותות ה-Rx, הזמינות של ADCs בעלי 1.5+Gsamples/sec המתאימה מאוד עבור יישומים אלה פיגרה עד לחשיפת ה-AD6676.
ה-AD6676 הוא תת-המערכת IF Rx רחבת-הפס הראשונה בשוק (ראה איור 1) המבוססת על ADC סיגמה-דלתא מעביר-פס התומך ברוחבי-פס של IF עד 160 מגה-הרץ תוך פעולה בקצב שעון פנימי של עד 3.2 גיגה-הרץ. היכולת של דגימת היתר הגבוהה של ה- היא זו שמפשטת את דרישות הסינון האנלוגי IF הדרושות בדגימות נמוכות יותר של ADCs כדי לבטל ערוצים סמוכים והפרעות אשר היו ללא זאת חוזרים לתוך אות ה-IF ומקטינים בכך את ביצועי רגישות המקלט. כמו כן, התחום הדינמי הגבוה של ה-ADC בעל ריצפת (noise spectral density) של -160dBFS/Hz (עבור ערוצי QAM צרי-פס) הוא זה שמפחית את דרישת הבידוד של ה-diplexer Tx-to-Rx או התחום האנלוגי AGC המפצה עבור הדעיכה (fading).
איור 1. דיאגרמה מלבנית של תת-המערכת .AD6676 IF Rx
