如何用可重構射頻前端簡(jiǎn)化LTE設計復雜性

　　射頻前端包含收發(fā)器輸出和天線(xiàn)之間的元器件。傳統上，它是由眾多廠(chǎng)商在不同技術(shù)混合使用的基礎上獨立設計的一組產(chǎn)品。但隨著(zhù)移動(dòng)數據推動(dòng)頻段的大量增加，以及LTE和載波聚合這些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，傳統解決方案已經(jīng)不能很好地滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

　　在LTE市場(chǎng)中，基于頻段、不同的調制方案、功率放大器模式、天線(xiàn)調諧狀態(tài)和下行鏈路載波的數量相乘估算，射頻前端的復雜度將增大5,000倍。因此，業(yè)界需要真正的可重構射頻前端，來(lái)滿(mǎn)足可配置、可調諧的需求。

　　一個(gè)全球通用的SKU(Stock Keeping Unit)設計將具有更大的靈活性，并能顯著(zhù)降低成本。以蘋(píng)果公司的IPhone 5S為例，Peregrine半導體與Gartner、IHS iSuppli和Strategy Analytics等行業(yè)領(lǐng)先的分析公司經(jīng)研究后發(fā)現，iPhone 5S中含有5個(gè)SKU，以適應全球不同區域的需要。研究表明，這些器件之間最明顯的區別就是射頻前端的不同。試想一下，如果有一項技術(shù)可供蘋(píng)果公司使用，一個(gè)SKU就能滿(mǎn)足全球需要，那么，在設計、驗證、制造以及供應商管理和存貨管理等方面，將可節省巨大的成本支出。

　　可重構射頻前端系統的實(shí)現

　　Peregrine的UltraCMOS Global 1是一種易于使用的可重構射頻前端系統(圖1)。它采用單一平臺設計，適用于所有模式和頻段，隔離性能好，解決了互操作問(wèn)題，實(shí)現了一個(gè)SKU能夠在全球所有地區運作。該系統能夠擴展支持更多的頻段，開(kāi)關(guān)損耗小，可調諧。它集成了業(yè)界首個(gè)LTE CMOS功率放大器(PA)，可以達到砷化鎵(GaAs)功率放大器的性能。UltraCMOS Global 1功率放大器提供寬頻帶功放通道，支持中國的TDD-LTE技術(shù)網(wǎng)絡(luò )。

　　圖1：UltraCMOS Global 1系統圖。

　　Peregrine市場(chǎng)總監Duncan Pilgrim表示，這樣高水平的可重構能力主要得益于Peregrine的UltraCMOS 10技術(shù)平臺。它采用了先進(jìn)的CMOS工藝，利用射頻SOI基片，比起同類(lèi)的解決方案，在性能方面提高了50%。

　　UltraCMOS Global 1對于整個(gè)無(wú)線(xiàn)生態(tài)系統是有利的：平臺提供商和原始設備制造商(OEM)可以建立一個(gè)單一的平臺設計來(lái)面向全球市場(chǎng)，從而加快產(chǎn)品上市時(shí)間;消費者可以得到更長(cháng)的電池壽命、更好的接收效果、更快的數據傳輸速率和更廣闊的漫游范圍;最后，使用更高性能的射頻前端可以擴大覆蓋范圍并減少掉線(xiàn)，無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商可以降低其在網(wǎng)絡(luò )上的資本投入。

　　采用首個(gè)LTE CMOS功率放大器

　　在射頻SOI領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的Peregrine一直致力于在CMOS基礎上實(shí)現一個(gè)集成射頻前端。Peregrine亞太區及日本總經(jīng)理賴(lài)炫州表示，這樣做的最大的好處就是，它的高度可重構性賦予射頻工程師極大的靈活性。從簡(jiǎn)單的偏置控制到整個(gè)射頻調諧，可以有不同程度的可重構性。

　　UltraCMOS Global 1采用業(yè)界首個(gè)LTE CMOS功率放大器，它的性能與領(lǐng)先的砷化鎵功率放大器相同。在相鄰信道泄漏比(ACLR)為-38dBc的情況下，使用WCDMA(語(yǔ)音)波形，UltraCMOS Global 1功放的PAE(功率附加效率)性能接近50%。這個(gè)性能與領(lǐng)先的GaAs功放的性能處于同一個(gè)水平，超過(guò)其他CMOS功放十個(gè)百分點(diǎn)，這表示效率提高了33%(圖2)。此外，對于LTE波形，在不同資源塊分配的情況下，UltraCMOS Global 1功放的PAE性能與GaAs功放相當。達到這個(gè)水平性能，并不需要增強包絡(luò )跟蹤，也不需要數字預失真，而CMOS功放與砷化鎵功放在進(jìn)行性能對比測試時(shí)，往往要加強包絡(luò )跟蹤，并使用數字預失真。

　　圖2：UltraCMOS Global 1功放達到GaAs功放水平，比現有CMOS功放效率提升33%。

　　據了解，Peregrine已經(jīng)為市場(chǎng)提供了超過(guò)20億個(gè)開(kāi)關(guān)和調諧器，而UltraCMOS Global 1功放的誕生具有重要意義，它成為完成可重構射頻前端所需的最后一個(gè)元件。UltraCMOS Global1射頻前端系統的平臺整合將在2014年完成，并將在2015年后期投入大批量生產(chǎn)。