运用可编程收发器IC将femtocell 库存降至最低

本文作者:admin       点击: 2009-01-09 00:00
前言:

基频IC正逐渐转变为可编程化,但同时,也使得多频、多标准前端变得更具挑战性。在RF硅晶解决方案未真正问世前,使用一堆RF MEMS切换器在不同的RF前端间进行切换一直被视为解决方案,然而,随着许多公司正陆续开发可编程多频多标准收发器IC,目前这些意见已俨然改变。

可编程收发器具备足够的捷频( frequency-agile),因此不需针对不同标准或地理区域采用个别的收发器芯片。这些芯片可因应各式网络配置、带宽和数据率被迅速而简单地重复编程以作为收发器使用。 这意味着,当每次有新频谱分配出现,并要求设计和导入另一个收发器IC时,OEM不必将其送回硅晶供货商,因为这个过程不可避免地将影响上市时间。同时,一旦产品针对一特定收发器而完成研发后,将可最大限度地达到设计重新使用而再次缩短生产周期。这些特点,都将使OEM可迅速开发新产品来满足市场需求。

今日,RF MEMS 因某些现实性的问题而停滞不前,而可编程硅晶方法,则为OEM及系统设计者带来了实质利益。Lime Microsystems 所开发出的单晶收发器 LMS6001 (如图1所示),便是满足相关需求的理想方案。

Lime的收发器可被数字化配置,以于375MHz ~4GHz间的任何频率透过用户可选择的带宽操作如WiMAX、3G 或LTE 收发器。此芯片结合LNA、PA 驱动器、Rx/Tx 混合器、 Rx/Tx 滤波器、合成器、 Rx 增益控制、Tx 功率控制,以及对外部组件的最低要求。 

开发此芯片的关键性挑战,是在达到所要求的宽带范围时,还维持了合成器的相位噪声要求、在基频上具备急剧滑落的多带宽滤波,与针对收发器链的线性和噪声指数分配。设计时所采用的基频滤波器,则提供涵盖WiMAX和LTE频段的非常急剧滑落多带宽,其设计是根据一修改过的跨导放大器电容(gm-C)蜂巢而来。

收发器的宽带特性可透过宽带合成器而掌握,此合成器是基于涵盖375MHz~4GHz间之连续范围的分数N型 sigma-delta 架构。透过非常低的过采样比,此sigma delta调变器可简化设计和松解合成器之内模拟组件的规格。由输出节点所量测的内建合成器相位噪声效能,符合包括WIMAX和LTE标准等所有关键宽带无线标准的要求。另外,此频率合成器所使用的是数字控制40MHz参考石英振荡器。

可重复配置设计

zero-IF收发器芯片可使OFDM 调变达64QAM,并能支持FDD和TDD全双工,其于64QAM模式下,于7MHz带宽拥有-70dBm敏感度;以FDD操作于1.8V和3.3V时,操作电流之典型值为300mA ,透过软件可选关机模式,待机电流更低于1mA。 调变Tx RF输出为-10dBm。

透过LMS6001,目前已有针对可重复配置之多标准MicroTCA无线收发器系统所开发出的一款独特参考设计,其拥有6个用户可选的信道带宽,范围介于1.5MHz~28MHz间,并可透过数字化配置,以操作于375MHz~4GHz频段。此可重复配置的设计,可支持各种网络格式-包括WCDMA/HSPA、WiMAX和LTE-以及不同带宽,同时,并且是业界第一个使用microTCA格式的收发器参考设计。 Lime的参考设计板如图2所示。

商业考虑

如果可编程硅晶无法在成本上具竞争力,那么它将无法引起毫微微蜂巢式基地台 ( femtocell) 制造商的注意。“低成本” 、”可编程的硅晶”这些字眼,通常无法同时出现在一个句子里,但如果以较广义的条件考虑,而非只是比较每单位成本,那么,一个具说服力的提议便将产生。

可编程硅晶对于OEM的库存具有重大意义,因为它使其只需购买某一类型的收发器,便能因应小型蜂巢式基地台的整个产品范围。这在全球化OEM厂商出货至不同地理区域时尤为有用, 因为只要某个国家的相关需求提高,那么不论是哪个国家,您便已拥有所需要的硅晶;同样的,因为一款收发器将用于多个产品系列, 因此OEM厂商将能从经济规模中获益。 

可编程基频和收发器IC的相关发展,正促使小型蜂巢式基地台朝向单一物料成本迈进,其最终目标是:单一终端产品的硬件可被充分地重新编程,以支持任何标准或频率。由于相关的功率放大器和天线的问题仍有待克服,因此我们尚未达到目标,但是,对于节省后勤支持成本,以及提升产品上市时间而言,其利益则是显而易见的。