Estación base

Pueden considerarse al menos dos tipos de arquitectura distintos para implementar los equipos transmisores, las cuales han sido utilizadas en los equipos comerciales existentes. Por una parte, una estructura monocanal de subida en frecuencia, amplificación y transmisión con canales de ancho de banda estrecho, reducida potencia y que se combinan antes de ser radiados. O alternativamente, también se puede utilizar una estructura de banda ancha donde se suban en frecuencia y se amplifiquen simultáneamente todos los canales. Como ventajas de la estructura monocanal se tienen una mayor linealidad (los amplificadores se emplean más eficientemente) y una mayor eficiencia espectral dado que se puede combinar con el uso de antenas sectorizadas. Sin embargo, el transmisor es excesivamente modular y existe redundancia de equipos.

Por otro lado, en el caso multicanal se puede entregar un mayor ancho de banda a la antena, aunque a costa de una limitación de potencia como consecuencia de la intermodulación introducida por el amplificador de potencia. En la figura 3 se representa la función de transferencia de potencia típica de un amplificador de 15 dB de ganancia, donde se observa el comportamiento no lineal para potencias altas. Para caracterizar la no linealidad del amplificador se define el punto de compresión a 1 dB como aquel en el cual la potencia de salida cae 1 dB con respecto a la situación ideal. En este caso, se obtiene un punto de compresión a 1 dB de +16 dBm para la potencia de entrada. Normalmente, no suele emplearse completamente la banda de 27,5 a 29,5 GHz para controlar la emisión de espúreas y limitar el rizado en la ganancia del amplificador.

Esquema de la Estación Base

En lo que respecta al equipamiento receptor, éste se encarga de recoger las señales del enlace de subida de cada uno de los usuarios. Por lo tanto, para optimizar la potencia transmitida desde el emplazamiento de usuario, interesa minimizar la figura de ruido del equipo receptor. Con la tecnología MMIC (Monolythic Microwave Integrated Circuit) actual, es posible obtener amplificadores de bajo ruido (LNA, Low Noise Amplifier) con figuras de ruido de unos 5 dB, que se colocan inmediatamente a la salida de la antena.

Estación de usuario

El equipamiento del emplazamiento de usuario se resume en el diagrama de bloques del transceptor LMDS de la figura 4. Los enlaces ascendente (uplink) y descendente (downlink) deben separarse por medio de un duplexor colocado a la salida de la antena. En este tipo de esquema es imprescindible evitar la interferencia del enlace ascendente sobre el descendente, ya que la diferencia de potencias es considerable y el aislamiento del duplexor no es perfecto. Por ello, los 2 GHz de ancho de banda se dividen y se toman bandas diferentes para cada uno de los sentidos.

Los bloques de procesado de FI se encargan de trabajar con las señales de frecuencia intermedia que serán posteriormente subidas en frecuencia a la banda Ka (upconversion) o que previamente fueron bajadas de dicha banda (downconversion). El elemento clave encargado de realizar estas conversiones de frecuencia es el mezclador de milimétricas. Las estructuras que suelen emplearse son las basadas en el mezclado armónico. De este modo, la frecuencia de oscilador local que alimenta al mezclador es un submúltiplo de la frecuencia de portadora, obteniéndose un ahorro económico importante. Así, suponiendo un mezclador de tercer armónico y una frecuencia de portadora de 27 GHz, sería necesario un oscilador a 9 GHz. Para obtener esta frecuencia que debe ser muy precisa se utilizan osciladores sintetizados enganchados a un reloj de Rubidio de referencia. Otras alternativas incluyen el uso de tonos piloto de RF transmitidos desde la estación base. Finalmente, otros elementos serían filtros en banda Ka y amplificadores de milimétricas. En el caso de estos últimos, se utiliza un amplificador de alta potencia (HPA, High Power Amplifier) para alimentar la señal a la antena y un amplificador de bajo ruido para amplificar la señal proveniente de la antena, ambos realizados normalmente en tecnología monolítica de microondas.

Esquema del Emplazamiento del usuario