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多频多模趋势催生收发芯片转型

多频多模趋势催生收发芯片转型
来源:电子系统设计 时间:2011-12-12

如今,4G/LTE全球通信市场发展十分迅速,多频多模是手机发展的主要趋势。移动电话制造商不仅要提供众多的模式和频率组合,还要处理不断缩短的产品生命周期及越来越小的外形尺寸。富士通半导体市场部高级经理路标强调,随着2G、3G乃至4G技术的面世和不断成熟,在单一移动装置上同时支持多频多模的设计概念已经日渐风行。此外,各种标准的规范和完善将进一步推动终端产品的漫游与相互兼容,但在同时,这也对终端的系统方案供应商提出了更高的需求。

然而,标准的提升也带来了诸多的挑战,除了常见的终端发热和功耗过高等情况,TD-LTE还面临着频带40和频带7信号与ISM频带很接近的难题,这将导致LTE信号与Bluetooth或WiFi信号互相干扰(进一步结合WiFi、Bluetooth等无线区域网络技术和移动终端设备的通信技术持续累加,个人娱乐水平与办公室生产力等也将不断加强)。除此之外,无线通信领域还存在着如何在多模多频同时工作的条件下支持运营商规范的使用案例,以及支持各个运营商平稳、顺利拓展并过渡到LTE-A技术,比如如何支持载波聚合等等问题。

中国移动目前已经在国内6个城市展开了LTE的商用布网,预计明、后两年将会逐步开始预商用,因此,LTE移动终端的稳定性和向下兼容性被提到了很高的议事日程之中。针对上述多频多模等各种要求,富士通开发了一款新型的MB86L12A射频收发芯片(图2),使用该芯片可以节省外部LNA以及用于3G和LTE产品的TX与RX通道间的SAW滤波器。此外,它采用了高级编程模型并使用开放式标准数字接口(3G和4G DigRF/MIPI)来控制射频部分,可与业内各类基带芯片产品搭配使用,因此,这款芯片是多模、多频带LTE、UMTS和EDGE移动手持式器件的理想之选。

该产品使用了DigRF4G V1.0的数字式通信标准,进而降低了整个BB+RF(基带+射频)的整体方案设计的复杂度,同时,通过简化BB芯片接口的引脚数量,降低了成本。相较于传统的射频收发器,该产品有很多优势,包括:无需使用传统BB处理的IQ信号,进而降低了BB芯片的工作负荷,并且内置集成了IP2、DCOC、ADC、AGC等功能模块;具有优异的RF EVM性能;RF部分自动校准相关参数,无需相位调整及限度降低生产中的校准和终测配置;高级API编程设计,控制RF及前端元器件,无需传统相对复杂的射频驱动器及寄存器设置;完整RF部分的参考设计降低了整个方案研发过程的时间和人力资源投入。

MB86L12A产品的主要特性包括:采用6.5mm×9.0mm×1.0mm LGA封装;GSM频带:GSM850、EGSM900、DCS1800和PCS1900,支持EGPRS Class34;WCDMA频段:I、II、III、IV、V、VI、VIII、X、X和XI;WCDMA FDD HSDPA category 10(14.4Mbps)及4E-DPDCH Category 6(5.76Mbps);LTE-FDD频段:1、3、4、7、9、13、17和20;LTE-TDD频段:38和40,支持LTE Category3(上行100Mbps,下行50Mbps);接收器具有14个差分RF输入,包括主接收器上的9个差分RF输入和分集接收器上的5个差分RF输入;发射器上具有8个RF输出;同时支持DigRF/MIPI 3G(v3.09)和4G(v1.0)接口;RX与TX自动校准程序,将工厂量产校准时间缩至短;支持SPI、MIPI和RFFE接口,控制外部PA和天线开关;通过微处理器核心设计简化了时序控制。

除手机以外,MB86L12A芯片面向的应用还包括数据卡、数据通信模组和移动互联网设备等等,其中,数据卡、数据通信模组都可以经由外接或嵌入式模组方式而用于平板装置。

路标指出,面对各种挑战,富士通半导体无线产品部作为业界技术的先驱,一方面,将不断跟进并参与3GP P对各种标准的制定和验证,通过全球领域的合作对LTE、LTE-A的规范和标准进行进一步的完善和持续跟进;另一方面,富士通还通过成熟的产品架构,稳定且统一风格的API来升级各种产品,从而保证客户在产品标准、协议更新换代的过程中所需付出的研发时间、人力及资源达到少。

路标后指出,对于未来射频产品的研发,富士通还将进一步地长期投入,目前各种规划的未来产品将会支持全球各个模式及各个频段的要求(含中国标准的TD-SCDMA),并将随着LTE技术的发展,进一步完善语音与数据通信的并行支持、多天线设计、多卡多待及LTE-A规范等特性。预计2012年第二季度,富士通还将推出下一代的新产品MB86L11A(K2)。