简化多模多频带3G手机的RF前端设计

前端电路复制

　　传统上，为在同一设备中支持多种空中接口标准，手机设计工程师已在采用带有单独无线电收发器的堆叠的无线电架构。通常，支持多个空中接口对手机的元件数量有较大影响，因为它要求采用多个声表面波滤波器(SAW)、振荡器、滤波器和专用的混频器。显然，对在成本和功率敏感的手机行业中的设计工程师来说，如此多数量的元件是一个不小的挑战。此外，功能复制与最小化产品PCB面积的要求直接冲突。一个典型的7频带WEDGE手机的射频电路架构如图3所示，实现这种前端功能目前需要4个PA、10个SAW滤波器、3个双工机和1个单刀九掷开关。

　　很明显，为全球市场设计手机的工程师需要一种新的前端架构，这种架构可以减少现有的堆叠式射频前端电路的固有冗余。单个普通的发送通道可以最大化地复用芯片上的电路、减少系统BOM成本、节省PCB面积并简化手机的前端设计。此外，由于线性PA消耗了大部分的手机电池能量，采用非线性PA的单个发送通道可显著减少功率损耗并延长手机电池寿命。

　　扩展极性调制

　　实现这种前端设计的一个方法是在WCDMA和其他高带宽无线技术中采用极性调制。极性调制广泛用于GSM和EDGE系统中，它通过允许PA的输入信号为固定包络或不包含幅度不同的分量信号，来消除功率效率和放大器线性度之间的固有冲突。

　　在极性调制机构中，通常以直接上变频发送到收发器的I和Q矩形基带信号被转换为具有幅度和相位组成的极性格式。这就允许设计师有区别且更有效的应用两种调制元件。相位信号被供给被用做相位/频率调制器的相锁回路(PLL)。然后PLL-VCO的输出信号被供给工作在接近饱和/削波状态的VGA或PA。因为PLL产生的相位调制信号幅度仍然不变，所以可以通过采用更高效非线性类的E或F放大器被放大。通过发射机极大减少了功率损耗，并且最终延长了电池寿命。

　　GSM系统采用具有高斯最小移位键控的固定包络调制。由于复杂信号轨迹位于单位圆上，因此调制可以通过其相位组成得到完全描述。EDGE系统采用不同方式编码3π/8的8相移位键控(PSK) 调制使GSM数据传输率提高了3倍。AM被加到信号上以便传送信号与GSM占用相同的270 kHz带宽。这些相似性简化了GSM极性收发器到EDGE的扩展。