在不同协议无线通信系统中的直接变频收发机都存在一定的技术困难，但其中最困难的部分还是全双工收发机。在这部分，我们将重点关注全双工直接变频收发机。图6.10给出了直接变频全双工收发机的模块示意图。这是其中的一种直接变频全双工收发机结构，但并不是唯一的结构。

直接变频收发机的射频部分与超外差收发机相似。如表6.1所示，由于工作频带不同（下行链路频带和上行链路频带分别给接收机和发射机），接收机和发射机有着独立的UHF频率合成器与VCO。在图6.10中，接收机UHF VCO（超高频压控振荡器）运行的频率是接收机工作频率的两倍。VCO信号加到一个二分频器中。分频器的两个有90°相差的输出用来驱动接收器I/Q下变频器。在发射机中，I/Q调制器的LO是由LO发生器产生的，发生器主要由UHF VCO、分频器、单边频带混频器组成。LO发生器中的UHF VCO特意设计为运行在与LO发生器的输出频率有频率偏移，如图6.10所示，如果LO发生器输出频率等于传输频率，在I/Q调制器中会使用一个兀/2移相器；或者用一个二分频器产生90°的相移，与在I/Q正交下变频器中使用类似。非常重要的是直接变频发射器UHF VCO应工作在传输频率上，也应工作在它的谐振频率上。这样可以有效地避免VCO的反调制问题，这个问题通常是由功放后的调制信号或它的谐振反馈导致的。

图6.10　直接变频收发机模块图

接收机带通滤波器的作用是抑制传输泄漏和其他接收机带外干扰。对于直接变频接收机来说，因为没有镜像频带，所以没有镜像的问题。接收的信号在通过双工器预先选择后通过低噪声放大器放大，之后射频滤波器进一步滤波。现在滤波器对传输泄漏的抑制应高于超外差接收机的要求，以控制传输泄漏的自混合问题以及降低对下变频器二阶失真的要求。滤波后的射频信号直接通过I/Q下变频器（正交解调器）下变换到I、Q信道基带信号。基带信号在I/Q信道中被同步放大，但它们的90°相位差会尽量保持不变。在直接变频接收机中，当接收机工作在高增益模式时，接近75%的总接收机增益是通过模拟基带模块获得的。射频模块中的增益通常是功率增益，而基带模块中的增益通常是电压增益。在I/Q信道中各有一个低通滤波器。不同于超外差接收机，其信道选择性主要依赖于低通滤波器的阻带抑制，没有任何无源带通滤波器的补助。I/Q信道中放大和滤波后的基带模拟信号由模数转换器（ADC）转换为数字信号，而后数字信号由数字滤波器进一步滤波抑制干扰并增强信道选择性。

来自数模转换器（DAC）的I/Q基带信号首先通过低通滤波器进一步抑制邻道/隔道发射电平，并消除混叠效应。直接变频发射机的增益分布和直接变频接收机刚好相反。I/Q基带模块仅仅提供了非常低，甚至是负的电压增益。经过滤波和幅值削弱的I/Q基带信号一起上变频到射频信号，并通过I/Q调制器混合。混合射频信号在向功率放大器（PA）传输中放大。大约90%的直接变频发射机增益是在射频模块中完成的（即从I/Q调制器到PA）。在激励放大器和功率放大器之间插入一个射频带通滤波器来抑制接收机频带的带外噪声和杂散发射。与图6.1中的超外差发射机对比，除了VHF合成器，LO直接变频发射机并不省去任何无源滤波器。(www.daowen.com)

因为在直接变频接收机中模拟基带模块是其主要的增益模块，所以大部分自动增益控制（automatic gain control，AGC）在这个模块中起作用。在模拟基带模块中有两个平行的信道，即I信道和Q信道。为了同步两个信道中的增益控制，可使用精确步进增益控制代替在超外差接收器中使用的连续增益控制。直接变频发射机中的AGC还是连续增益控制，因为其主要的增益级是单信道射频模块。功率放大器增益调整在10 dB以内或更低来节省功耗。

另一种基于高动态模数转换器的直接变频接收机结构如图6.11所示。这种直接变频接收机其结构有如下特征。在这里，CDMA的模数转换器是10～12位的，由AGC范围和基带低通滤波器对干扰的抑制决定。所有的增益控制都在射频模块中，2步在低噪声放大器，1步在射频放大器，由模数转换器动态范围决定的增益控制范围在50～60 dB。此结构使用了3～5阶的基带低通滤波器和固定增益基带放大器，所以这种直接变频接收机有更低的I/Q失配和直流偏移问题。

图6.11　基于高动态（高精度）模数转换器的直接变频接收机