與以往相比，下一代無線系統(tǒng)的基站接收器必須以更低的成本實現(xiàn)更高的性能。而直接轉(zhuǎn)換接收器正是解決這對矛盾的理想方案。雖然這個方案在過去也曾被用于不同的設(shè)計中，但其性能受到包括解調(diào)器在內(nèi)的現(xiàn)有硬件的限制。幸運的是，隨著商用集成電路（IC）正交解調(diào)器性能的改善，使直接轉(zhuǎn)換接收器設(shè)計成為傳統(tǒng)超外差接收器架構(gòu)之外的另一可行的選擇方案。

　　想要更好地理解直接轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢，只要通過與超外差系統(tǒng)的接收器方案進(jìn)行比較就一目了然了（圖1）。超外差系統(tǒng)接收器方案因其高選擇性和靈敏性而被普遍采用。在超外差接收器中，接收到的RF信號先經(jīng)首個RF預(yù)選濾波器濾除頻段外的信號，然后通過低噪聲放大器（LNA）放大。位于LNA輸出端的第二個RF預(yù)選濾波器提供額外的過濾以削弱鏡頻中的干擾信號。通過將降頻轉(zhuǎn)換混頻器與本機振蕩器（LO）相聯(lián)，處理過的信號被轉(zhuǎn)換成較低的中頻（IF）。IF必須足夠高才能使鏡像頻道降至濾波器的停止頻段內(nèi)。出于對鏡頻抑制的考慮，IF應(yīng)為載波頻率的10% 附近。RF預(yù)選濾波器能去除頻段外能量，拒絕鏡像頻段信號。超外差接收器在IF和基帶級執(zhí)行頻道過濾功能，對這些元器件提出非常高的動態(tài)范圍要求。
              

                         圖1：簡化的超外差接收器模塊圖

　　針對基站的超外差接收器，固定增益LNA常被用于接收信號的最初放大。包括噪聲在內(nèi)的整個通帶頻率轉(zhuǎn)換成固定IF。雖然仍需要一個高LO功率（大于+10dBm）來驅(qū)動這一混頻器，但為了降頻轉(zhuǎn)換，無源（二極管）混頻器還是最常用以滿足高線性和低噪聲動態(tài)范圍要求的混頻器。由于無源混頻器的典型特點是LO至IF的隔離性差，這使得接收器IF部分的LO過濾變得復(fù)雜化。在混頻器的IF輸出端，有用信號頻道處于IF頻道選擇濾波器的中心位置，此濾波器用于去除無用的相鄰頻道或相隔頻道。

　　緊隨IF頻道選擇濾波器之后，可用頻道經(jīng)可變增益放大器放大后，解調(diào)到基帶中進(jìn)行信號處理。高品質(zhì)因數(shù)（Q）的IF頻道選擇濾波器讓可用信號順利通過，將包括振幅較大的備用頻道信號在內(nèi)的無用信號排除在外。然而，這樣的選擇濾波器非常昂貴，不合理地提高了超外差接收器的成本。此外，高Q濾波器的插入損耗通常很高，需要LNA和混頻器級的額外增益以抵銷濾波器損耗和降低VGA噪聲指數(shù)。

　　由于在基站接收器中LNA增益固定，混頻器必須達(dá)到很高的線性度才能滿足系統(tǒng)嚴(yán)格的動態(tài)范圍要求。此外，IF頻道選擇濾波器擁有能精確調(diào)整到所需頻道帶寬的頻率響應(yīng)功能。IF頻道選擇濾波器的不靈活性限制了接收硬件，使后者只能適應(yīng)單一的RF標(biāo)準(zhǔn)。由于無線通信標(biāo)準(zhǔn)的多樣性，新型接收系統(tǒng)必須在用于支持某一種標(biāo)準(zhǔn)的有限成本預(yù)算下，實現(xiàn)無縫有效地支持不同標(biāo)準(zhǔn)。

　　直接轉(zhuǎn)換接收器架構(gòu)能實現(xiàn)超外差設(shè)計的目標(biāo)，但結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不需要像后者那么復(fù)雜（見圖2）。在這一系統(tǒng)中，接收的信號經(jīng)過首個RF預(yù)選濾波器后，由固定增益LNA放大。隨后，RF信號直接降頻轉(zhuǎn)換成同相（I）和正交（Q）基帶信號而無需加入IF級。由于沒有鏡頻，二次RF預(yù)選過濾的要求無需像第一次那么嚴(yán)格。實際上，價格便宜的RF帶通濾波器能阻止頻段外的強信號使I/Q解調(diào)器超負(fù)載。[如果沒有這個濾波器，強頻段外信號將導(dǎo)致帶內(nèi)二階和三階交調(diào)份量，結(jié)果產(chǎn)生符號相互干擾（ISI）]。當(dāng) RF 信號解調(diào)到基帶后，單個頻道選擇通過采用基帶頻道選擇濾波器實現(xiàn)。基帶濾波器比超外差接收器的IF頻道選擇濾波器更加緊湊和廉價。此外，基帶頻道選擇濾波器能根據(jù)不同的帶寬進(jìn)行設(shè)計，適用于多模式和多標(biāo)準(zhǔn)操作。
                

                         圖2：簡化型直接轉(zhuǎn)換接收器模塊圖

　　雖然基帶頻道選擇濾波器擁有極大的靈活性，但復(fù)合基帶信號卻包含了所有通常在到達(dá)I/Q解調(diào)器前被過濾的相鄰頻道塊信號（見圖1）。因此，直接轉(zhuǎn)換接收器的I/Q解調(diào)器必須提供寬至80dB的動態(tài)范圍。

　　幸運的是，凌特公司LT5515和LT5516 I/Q解調(diào)器是現(xiàn)有為數(shù)不多并能提供這類性能的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。這兩款I(lǐng)C均集成了RF信號分離器、精確正交LO信號分配器和兩個高線性度下變頻混頻器的功能。這些芯片能直接將RF信號降頻轉(zhuǎn)換到基帶，解調(diào)同相（I）和正交（Q）信號成份。它們匹配的I和Q頻道以確保精確增益和相位匹配，以致很大程度上減少了校準(zhǔn)的需求