移动通信运营商为了提高网络质量，必须不断对网络优化，扩大覆盖区。如果采用新建基站的方法，成本过于昂贵。采用直放站是性能价格比较高的方法。直放站实际上是一种双向信号放大器，起着延伸基站覆盖范围和消除盲区的作用。直放站作为一种网络辅助手段在完善网络覆盖、优化和改善服务质量、提高运营效益等方面起着十分重要的作用。它既可以用于室外局部盲点覆盖，也可以作为信号源应用于室内分布系统。
　　根据IMT-2000规划，在3G中，无论是WCDMA还是TD-SCDMA，与2G相比，突出特点是容量大、覆盖小，多余的容量为直放站提供信号源。随着中国3G牌照的发放，在建网初期为了节约投资和扩大覆盖范围，会使用大量的直放站^[1～3]。
　　WCDMA移动通信系统无线直放站的应用如图1所示。直放站通过施主天线(link antenna)接收基站(BS)的信号，经过放大等信号处理，经重发天线(service antenna)发射到空中供移动台(MS)接收，该信号经过的路径称为下行链路。同理，重发天线接收MS信号经直放站上行链路处理后经施主天线发射到空中供BS接收。直放站必须满足3GPP相关标准^[4]，还要关注其智能化程度以及整机的可靠性等。
　　通常直放站采用宽带放大方式，即天线接收到的信号经直接放大再发送出去，这样，会增加基站上行接收机的噪声电平。本文在分析宽带直放站缺点的基础上，提出了采用选频直放站的方案，并分析了实现选频直放站的关键单元电路。最后，给出了相应的实验结果，研制的WCDMA系列智能选频直放站已用于中国电信杭州、苏州等地WCDMA实验网中。
1 WCDMA智能选频直放站实现方案
　　直放站用于网络优化中，会引入噪声电平
　　PN_R=FKTBGH　　　　　　　(1)
　　式中, F是直放站上行链路噪声系数，K=1.38×10^-23J/K，T是单位为K的绝对温度，B为直放站通过信号的带宽，G为直放站上行链路增益。
　　在WCDMA移动通信系统网络优化中，如果采用宽带直放站，则基站上行射频信号带宽为60MHz；如果采用选频直放站，可以在60MHz带宽中使用其中任意载频，带宽为5MHz。根据(1)式，选频直放站引入噪声电平比宽带直放站低约10dB，因而对整个系统性能" title="系统性能">系统性能影响更小^[5～6]。
　　选频直放站实现方案如图2所示。直放站主要由双工器、低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、选频模块、监控监测模块和电源模块等构成。
　　其中选频模块主要实现选择基站工作的载频信道，并用SAW滤波器限制信道带宽。该模块包括上下混频器，本振" title="本振">本振信号源等电路^[5]。监控监测模块采用ARM嵌入式系统实现，为系统功能扩展留有很大余地。为了使直放站满足系统性能要求，功率放大器的线性是关键指标^[6]。

2 关键模块电路分析
2.1 选频模块
　　在WCDMA选频直放站中，为了在WCDMA频段的全部或部分频段内选择一个或多个WCDMA指配信道工作，采用了如图3所示的方案。如果本振信号源1和2输出同一个频率，则直放站输入和输出频率一致；如果两个本振信号源频率不一样，就可以实现移频直放站，即可将指配工作频率转换为其他频率进行传输。
　　为减小直放站引入噪声对系统性能的影响，这里选SAW滤波器的带宽为5MHz。本振信号源由数字锁相环构成^[8]，其电路原理如图4所示。这里采用了ADI公司的关键频率综合芯片ADF4360-1^[7]，该芯片集成了数字锁相环芯片的全部功能和VCO(voltage controlled oscillator)，为提高系统集成度、可靠性并实现小型化，打下了基础。这里本振信号源参考时钟频率为10MHz。
　　根据WCDMA移动通信系统工作频段要求，这里选用本振频率为2 300MHz～2 600MHz，频率步进为200kHz。频率控制分频比为
　　N=5f_LO　　　(2)
　　分频比的范围N=11 500～13 000，由分频比引起锁相环输出相位噪声恶化为:
　　L(N)=20lgN=81.2～82.3dB　　　　(3)
　　其中L(N)为相位噪声。经过合理设计环路参数，本振源输出相位噪声如图5所示。

2.2 线性功率放大器
　　在系统中，由于功率放大器的非线性，会对系统性能造成破坏^[9]。因此，系统必须采用线性放大器。为了实现线性功率放大器，有回退法、前馈法、预失真等方法。为了在功率放大器的效率和线性之间折衷，采用了射频预失真方法，其原理如图6所示。预失真芯片采用了MAXIM 公司的MAX2009^[10]，该芯片能改善放大器AM/AM和AM/PM失真。
　　当功率放大器输出功率为4W时，其邻信道功率抑制比ACPR优于47dBc，该指标符合标准要求^[4]。如图7所示。