無(wú)線技術(shù)的未來：rf即插即用解決方案

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1、無(wú)線技術(shù)的未來：RF即插即用解決方案無(wú)線通信的未來發(fā)展將會(huì)是從技術(shù)演進(jìn)成為資源，就象我們n常生活屮的水和電一樣。不過,要達(dá)到這一h標(biāo)，業(yè)界必須克服移動(dòng)設(shè)備中一些重大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，其中許多都將獲益于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步。今天的消費(fèi)移動(dòng)設(shè)備可包含多達(dá)9個(gè)RF鏈路，而工程師們身負(fù)滿足下一代產(chǎn)品在尺寸、功率和標(biāo)準(zhǔn)共存方而要求的重任。我們關(guān)注的重點(diǎn)往往是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，以及推動(dòng)實(shí)現(xiàn)普適性(ubiquitous)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)會(huì)是哪一種技術(shù)(EDGE還是1xRTT?LTE還是WiMAX?基于衛(wèi)星還是基丁哋而？單載波還是多載波？)，但事實(shí)上，對(duì)無(wú)線通信的

2、未來而言，消費(fèi)設(shè)備本身為消費(fèi)設(shè)備運(yùn)行其上的網(wǎng)絡(luò)都同樣重要。無(wú)線通信的未來取決于無(wú)線能力(最關(guān)鍵的是RF技術(shù))如何無(wú)縫地集成在各種設(shè)備、車輛、工具及我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域中。此外，下一代設(shè)計(jì)必須能夠跟上不斷變化的使川模式。例如，以往沒冇人能預(yù)測(cè)到短信的爆炸性增長(zhǎng)，而RF和系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)能力與功耗問題的人幅改進(jìn)為人們帶來了更豐富的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)訪問體驗(yàn)。口前，許多人都在密切關(guān)注手機(jī)增加定位服務(wù)-事，為此，移動(dòng)設(shè)備需要能夠處理所有這些不同信號(hào)鏈路的RF電路。所需的創(chuàng)新性過去，電了行業(yè)把無(wú)線通信功能無(wú)縫地集成在H常電了設(shè)備的嘗試和努力多是

3、鐮羽而歸，真到最近情況才改變過來。RF信號(hào)處理技術(shù)常被形容為“電子的黑色藝術(shù)”，一直以來都是業(yè)界從基于電路板的分立式紐件轉(zhuǎn)向IC子系統(tǒng)發(fā)展的主要障礙。過去10年間，關(guān)于“通信的未來”的討論常常是指較新穎的RF物理層架構(gòu)的創(chuàng)新技術(shù)，例如“軟件定義無(wú)線電”和“極化調(diào)制”(polarmodulation),這些都是從根本上對(duì)RF信號(hào)處理方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，代表著實(shí)現(xiàn)無(wú)線普及的最佳途徑。然而，商用無(wú)線通信的未來并不在J：新穎的架構(gòu)，血是取決丁我們?cè)谌绾问褂矛F(xiàn)有半導(dǎo)體制造技術(shù)上獲得重耍的進(jìn)展。如果微處理器行業(yè)能夠給RF行業(yè)提供什么經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的話，

4、那就是，只要做得好，系統(tǒng)級(jí)功能集成可以實(shí)現(xiàn)更低的功耗、更高的功能和更小的組件占位面積。無(wú)線服務(wù)的用八體驗(yàn)取決丁?粘件的性能，而器件的性能則取決于RF物理層的質(zhì)量。無(wú)線通信的未來取決于RF物理層集成度的創(chuàng)新，能否達(dá)到在1970年代運(yùn)算放大器的規(guī)模一具有高可靠、對(duì)重復(fù)的性能、標(biāo)準(zhǔn)化接口、用丿'5J編程功能性，以及易丁制造的特點(diǎn)。借鑒軟件業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，要實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)線普適性，需要一種“即插即用”(plugandplay)的RF物理層。集成的機(jī)會(huì)影響無(wú)線通信未來的一個(gè)主要因素是業(yè)界正逐漸轉(zhuǎn)川多載波正交頻分復(fù)川(OFDM)調(diào)制方式，期望從緊張的全

5、球頻譜資源中獲得更大的帶寬。所有的下一代無(wú)線設(shè)備都將基于OFDM,包括那些用于LTE于?機(jī)、WiMAX和WLAN系統(tǒng)的設(shè)備。OFDM最大的特點(diǎn)是具有很高的峰均功率比(peaktoaveragepowerratio),而這推動(dòng)了對(duì)更高效RF功率放人器(poweramplifier,PA)的需求。信號(hào)處理質(zhì)量、功耗和發(fā)射功率/接收器靈敏度之間的和耳關(guān)系，1大IRF物理層OFDM信號(hào)處理的要求而變得十分復(fù)雜。不過，除了這些內(nèi)在挑戰(zhàn)之外，向OFDM的轉(zhuǎn)換也帶來了開發(fā)融合式多模RF物理層功能性的機(jī)會(huì)。由于大帶寬無(wú)線內(nèi)容被發(fā)送給各種各樣的消費(fèi)平

6、臺(tái)，故系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要RF物理層具有“運(yùn)算放大器般”質(zhì)量，這意味著RF物理層將需要有針対特殊要求進(jìn)行優(yōu)化的能力，以及針對(duì)各種變化多端的工作條件進(jìn)行自我補(bǔ)償?shù)哪芰?。正如在?nèi)容處理級(jí)別上的情況一樣，RF的運(yùn)算放人器集成模式也需要眾多產(chǎn)晶和技術(shù)合作伙伴之間的協(xié)作。這種協(xié)作必然有助于激發(fā)創(chuàng)新，提舟無(wú)線體驗(yàn)。因?yàn)镚PS硬件解決方案相刈地較易于整合到手機(jī)平臺(tái)，所以導(dǎo)航功能被迅速引入成為手機(jī)應(yīng)用。隨著GPS成為手機(jī)不可或缺的-部分，應(yīng)用和操作系統(tǒng)將能夠更好地把導(dǎo)航和其它定位服務(wù)集成在于?機(jī)屮。例如，如果手機(jī)能夠支持更人的帶寬，Google地圖的下

7、載速度就可快得足以在汽車行使中提供實(shí)時(shí)信息，而同時(shí)仍舒有足夠的功率撥打通話(見圖1)。與運(yùn)算放人器同等水平的RF物理層集成，將能夠?qū)崿F(xiàn)這些必須的協(xié)作，繼續(xù)把無(wú)線服務(wù)集成在全范圍的日?；顒?dòng)中。但我們應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)之？RF即插即用解決方案事實(shí)I:,RF“即插即川”的概念已逐漸成為現(xiàn)實(shí)。譬如，在手機(jī)中集成定位服務(wù)是業(yè)界近10年的迫切口標(biāo)。盡管CDMA手機(jī)打從-開始就集成了GPS基帶信號(hào)處理功能，但接收器的高靈敏度要求(約160dbm)和于機(jī)信號(hào)的近頻高功率十?dāng)_，為實(shí)現(xiàn)金功能定位消費(fèi)服務(wù)的小占位ifli積、低功率GPS解決方案帶來了很人的障礙。

8、不過，這一局面已隨著能夠Q蜂窩網(wǎng)絡(luò)共存的高性能、低功耗集成式RF物理層GPS接收器的問世而全然改觀(見圖2)。這些器件的推出已成為在手機(jī)平臺(tái)中快速集成GPS導(dǎo)航服務(wù)的催化劑。手持設(shè)備對(duì)WLAN功能性的需求促成了WLAN、FM無(wú)線電、G