運用可編程收發器IC 將femtocell 庫存降至最低
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2008-12-10 00:00
前言:
RF MEMS因某些現實性的問題而停滯不前,而可編程矽晶方法,則為OEM及系統設計者帶來了實質利益。Lime Microsystems所開發出的單晶收發器便是滿足相關需求的理想方案。
基頻IC正逐漸轉變為可編程化,但同時,也使得多頻、多標準前端變得更具挑戰性。在RF矽晶解決方案未真正問世前,使用一堆RF MEMS切換器在不同的RF前端間進行切換一直被視為解決方案,然而,隨著許多公司正陸續開發可編程多頻多標準收發器IC,目前這些意見已儼然改變。
可編程收發器具備足夠的捷頻(frequency-agile),因此不需針對不同標準或地理區域採用個別的收發器晶片。這些晶片可因應各式網路配置、頻寬和數據率被迅速而簡單地重複編程以作為收發器使用。 這意味著,當每次有新頻譜分配出現,並要求設計和導入另一個收發器IC時,OEM不必將其送回矽晶供應商,因為這個過程不可避免地將影響上市時間。同時,一旦產品針對一特定收發器而完成研發後,將可最大限度地達到設計重新使用而再次縮短生產週期。這些特點,都將使OEM可迅速開發新產品來滿足市場需求。
今日,RF MEMS因某些現實性的問題而停滯不前,而可編程矽晶方法,則為OEM及系統設計者帶來了實質利益。Lime Microsystems所開發出的單晶收發器LMS6001,便是滿足相關需求的理想方案。
Lime的收發器可被數位化配置,以於375MHz至4GHz間的任何頻率透過使用者可選擇的頻寬操作如WiMAX、3G或LTE收發器。此晶片結合LNA、PA驅動器、Rx/Tx混合器、Rx/Tx濾波器、合成器、Rx增益控制、Tx功率控制,以及對外部元件的最低要求。
開發此晶片的關鍵性挑戰,是在達到所要求的寬頻範圍時,還維持了合成器的相位雜訊要求、在基頻上具備急劇滑落的多頻寬濾波,與針對收發器鏈的線性和雜訊指數分配。設計時所採用的基頻濾波器,則提供涵蓋WiMAX和LTE頻段的非常急劇滑落多頻寬,其設計是根據一修改過的跨導放大器電容(gm-C)蜂巢而來。
收發器的寬頻特性可透過寬頻合成器而掌握,此合成器是基於涵蓋375MHz - 4GHz間之連續範圍的分數N型sigma-delta架構。透過非常低的過採樣比,此sigma delta調變器可簡化設計和鬆解合成器之內類比元件的規格。由輸出節點所量測的內建合成器相位雜訊效能,符合包括WIMAX和LTE標準等所有關鍵寬頻無線標準的要求。另外,此頻率合成器所使用的是數位控制40MHz參考石英振盪器。
可重複配置設計
zero-IF收發器晶片可使OFDM 調變達64QAM,並能支持FDD和TDD全雙工,其於64QAM模式下,於7MHz頻寬擁有-70dBm敏感度;以FDD操作於1.8V和3.3V時,操作電流之典型值為300mA,透過軟體可選關機模式,待機電流更低於1mA。調變Tx RF輸出為-10dBm。
透過LMS6001,目前已有針對可重複配置之多標準MicroTCA無線收發器系統所開發出的一款獨特參考設計,其擁有6個用戶可選的通道頻寬,範圍介於1.5MHz至28MHz間,並可透過數位化配置,以操作於375MHz至4GHz頻段。此可重複配置的設計,可支援各種網路格式–包括WCDMA/HSPA、WiMAX和LTE–以及不同頻寬,同時,並且是業界第一個使用microTCA格式的收發器參考設計。 Lime的參考設計板如圖2所示。
商業考量
如果可編程矽晶無法在成本上具競爭力,那麼它將無法引起毫微微蜂巢式基地台*femtocell) 製造商的注意。“低成本”、”可編程的矽晶”這些字眼,通常無法同時出現在一個句子裡,但如果以較廣義的條件考量,而非只是比較每單位成本,那麼,一個具說服力的提議便將產生。
可編程矽晶對於OEM的庫存具有重大意義,因為它使其只需購買某一類型的收發器,便能因應小型蜂巢式基地台的整個產品範圍。這在全球化OEM廠商出貨至不同地理區域時尤為有用,因為只要某個國家的相關需求提高,那麼不論是哪個國家,您便已擁有所需要的矽晶;同樣的,因為一款收發器將用於多個產品系列,因此OEM廠商將能從經濟規模中獲益。
可編程基頻和收發器IC的相關發展,正促使小型蜂巢式基地台朝向單一物料成本邁進,其最終目標是:單一終端產品的硬體可被充分地重新編程,以支援任何標準或頻率。由於相關的功率放大器和天線的問題仍有待克服,因此我們尚未達到目標,但是,對於節省後勤支援成本,以及提升產品上市時間而言,其利益則是顯而易見的。