简化多模多频带3G手机的RF前端设计

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。

　　WCDMA提出了一套完全不同的挑战。这个技术包括多路数据信道，并且采用扩展频谱混合PSK(HPSK)调制来达到更高的数据传输率。多路信道的使用产生了一套叠加的由不同扩展因数引起的不同增益的四相PSK(QPSK)模式。一种根升余弦滤波器限制标志拖尾，并且传送信号的带宽约束为3.84MHz。

　　这些区别之处对发射机的设计有不同要求。GSM和EDGE系统要求出色的相位线性、低相位噪声和高效率。WCDMA系统在相当大的带宽和幅度范围内都需求高精确性。

　　极性架构已在GSM/EDGE解决方案得到验证，它能提供最低的噪声性能，从而无需采用SAW滤波器。这个方法能被运用在WCDMA方案中以消除发送SAW滤波器，且不需要线性架构所要求的额外电流损耗。因为极性架构支持所有的调制格式，它同样能支持真正的多模PA。如图4所示，这种架构大大减少下一代解决方案的总体尺寸和复杂度。

　　新的前端电路架构

　　为简化多模手机的前端电路设计且降低手机的成本和PCB面积，Sequoia Communications公司已开发了一种创新、利用极性调制技术为所有模式提供单发送通道的架构。该公司的FullSpectra架构为单芯片多模RF收发器的设计提供了基础。第二代SEQ7400支持7个频带，同时支持3频带WCDMA/HSDPA、4频带EDGE、GPRS和GSM，可适用全世界的大多数主要网络。为了减少元件数量和成本，收发器集成了所有的LNA和WCDMA级间滤波器。设备在紧凑的RF引脚中提供标准模拟接口和SCI或DigRF 2.5G控制接口。(图5)

　　在多模多频带手机设计中，这种器件的优势非常明显。单个IC便能通过消除堆叠设计的复杂度和重复设计，显著减少工程师的工作量。通过集成LNA和消除接收级间WCDMA的SAW滤波器，能减少BOM成本，缩小PCB面积。采用这种新技术，设计师能减少接近70%的RF面板面积和超过40%的RF元件数量。

　　另外，通过在同一手机中支持4频带EDGE和3频带WCDMA接口，这种新的方法给设计团队为不同地理区域和市场开发平台体统了很大灵活性。这种新架构能提高工厂生产量和进一步改进手机制造成本，并最终通过降低发送和备用电流的要求，允许设计师在下一代手机设计中延长电池寿命。

　　本文小结

　　在当今高度竞争的手机市场上，传统的堆叠无线电架构对多模多频带手机来说不再可行。它们的功能重复设计、更高的BOM成本和更大的PCB面积都将降低市场竞争力。为满足顾客要求，设计师需要一种新的、更有效的多模多频手机的前端设计方法。

　　极性调制为开发最有前途的发送架构提供了机会。极性调制允许单个通道被用在所有的调制方案中，从而提供面积最小的硅实现方法。它易于支持下一代多模式PA。该解决方案固有的低噪声性能提供了一种高效率的电池能量使用方法，省去了WCDMA发送SAW滤波器。此外，这种超过其他架构的效率优点将随着行业向更高阶位调制机制(如HSUPA和LTE)的转移而增加。