強(qiáng)攻LTE手機(jī)的兩大關(guān)鍵：RF MEMS和軟件無(wú)線電
來(lái)源：電子發(fā)燒友
摘要： 隨著LTE多頻多模智能手機(jī)時(shí)代的來(lái)臨,，新一代智能手機(jī)要求在2G,、3G模式基礎(chǔ)上增加支持LTE模式及相應(yīng)的工作頻段，并實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游的工作頻 段,，頻段總量接近40個(gè),。頻段的快速增加引發(fā)內(nèi)部射頻（RF）天線尺寸與功耗過(guò)大問(wèn)題，如何降低天線數(shù)量,、尺寸并增強(qiáng)信號(hào)接收性能與頻寬是當(dāng)前工程師面臨 的問(wèn)題,。射頻工程師對(duì)射頻前端器件提出了更高的要求，促使射頻半導(dǎo)體廠商加速研發(fā)創(chuàng)新RF技術(shù)與解決方案,，包括RF MEMS及軟件定義無(wú)線電（SDR）,、天線頻率調(diào)整等新興技術(shù)，已受到終端設(shè)備制造商關(guān)注,。
Abstract：
Key words :
隨著LTE多頻多模智能手機(jī)時(shí)代的來(lái)臨,，新一代智能手機(jī)要求在2G、3G模式基礎(chǔ)上增加支持LTE模式及相應(yīng)的工作頻段,，并實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游的工作頻 段,，頻段總量接近40個(gè),。頻段的快速增加引發(fā)內(nèi)部射頻（RF）天線尺寸與功耗過(guò)大問(wèn)題，如何降低天線數(shù)量,、尺寸并增強(qiáng)信號(hào)接收性能與頻寬是當(dāng)前工程師面臨 的問(wèn)題,。射頻工程師對(duì)射頻前端器件提出了更高的要求，促使射頻半導(dǎo)體廠商加速研發(fā)創(chuàng)新RF技術(shù)與解決方案,，包括RF MEMS及軟件定義無(wú)線電（SDR）,、天線頻率調(diào)整等新興技術(shù)，已受到終端設(shè)備制造商關(guān)注,。
RF MEMS技術(shù)提升手機(jī)天線性能節(jié)約成本
隨著業(yè)界對(duì)RF技術(shù)要求的提升,，Qualcomm、聯(lián)發(fā)科等芯片大廠開始積極強(qiáng)化RF方案,，高通更率先推出業(yè)界首款CMOS功率放大器（PA）,，以改善RF 性能與成本。由于芯片廠商的RF方案優(yōu)勢(shì)在于處理器端的信號(hào)增強(qiáng)與噪聲消除,，對(duì)優(yōu)化RF天線尺寸與傳輸功耗的效果依然非常有限,， 業(yè)界開始關(guān)注采用 MEMS技術(shù)工藝的RF產(chǎn)品。
RF MEMS是近年來(lái)MEMS領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),，其基于機(jī)械式諧振結(jié)構(gòu),，只要改變內(nèi)部隔板距離就能使電容流量產(chǎn)生變化，可免除外部電容與開關(guān)等零組件,，減輕天線 總體功耗與體積,；此外,，其具備可編程能力,，可支持軟件無(wú)線電（SDR）功能，并實(shí)現(xiàn)天線頻率調(diào)整,、可調(diào)式阻抗匹配等控制方案,，協(xié)助簡(jiǎn)化RF前端模塊 （FEM）設(shè)計(jì)、增強(qiáng)信號(hào)接收性能,、帶寬及減少天線數(shù)量,。由此實(shí)現(xiàn)射頻系統(tǒng)的片內(nèi)高集成，消除由分立元件帶來(lái)的寄生損耗,，真正做到系統(tǒng)的高內(nèi)聚,，低耦合， 能顯著提高系統(tǒng)的性能,。
射頻微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）設(shè)計(jì)和制造廠商Cavendish Kinetics總裁Dennis Yost表示,，隨著智能型手機(jī)頻段的持續(xù)增加，如何提升RF天線性能,，且不影響系統(tǒng)占用空間與耗電量表現(xiàn),，已成為RF器件和手機(jī)廠商的產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn),，由此 帶動(dòng)新一輪RF技術(shù)革命，這為在尺寸和性能都表現(xiàn)優(yōu)異的RF MEMS技術(shù)帶來(lái)新的機(jī)會(huì),。
Yost進(jìn)一步介紹,，采用Cavendish Kinetics RF MEMS持術(shù)的LTE手機(jī)可望于近期陸續(xù)推出，目前Cavendish Kinetics正與多家手機(jī)制造商緊密合作,，初期將鎖定高端LTE多頻多模手機(jī)應(yīng)用,，待逐步達(dá)到量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模后，再挺進(jìn)中低端手機(jī)市場(chǎng),。
Yost 預(yù)計(jì)2014 -2016年RF MEMS技術(shù)將快速發(fā)展,，包括RF前端模塊的功率放大器、濾波器（Filter）和雙工器（Duplexer）均可動(dòng)態(tài)調(diào)整,，進(jìn)而達(dá)成更高效率,；另外，由 于RF MEMS兼容CMOS工藝并支持?jǐn)?shù)字界面,，未來(lái)可能與邏輯芯片進(jìn)一步結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)更高整合度的手機(jī)系統(tǒng)解決方案。 同時(shí)RF MEMS因減少周邊器件用量,，整體物料清單（BOM）成本反而比傳統(tǒng)RF設(shè)計(jì)更低,，而且在各種LTE頻段中平均能提高35%傳輸效率，RF MEMS將成為未來(lái)5∼10年手機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,。
業(yè)界預(yù)計(jì)未來(lái)四年RF MEMS技術(shù)演進(jìn)圖
軟件無(wú)線電（SDR）技術(shù)日益成熟 將進(jìn)駐LTE手機(jī)
各 國(guó)頻譜規(guī)劃差異以及電信運(yùn)營(yíng)商也各自布署FDD或TDD LTE網(wǎng)絡(luò),，導(dǎo)致手機(jī)天線功能的需求復(fù)雜化。芯片商與系統(tǒng)廠商除發(fā)力新興RF技術(shù)外,，也開始采用日益成熟的SDR技術(shù),，希望通過(guò)軟件編程功能，自動(dòng)偵測(cè)并 切換至用戶所在地的最佳LTE頻段,，以最小幅度的RF硬件變動(dòng),，優(yōu)化手機(jī)性能。
NVIDIA在Tegra 4i中已率先導(dǎo)入LTE軟件定義調(diào)制解調(diào)器（Modem）,，打響SDR技術(shù)在手機(jī)RF應(yīng)用中的第一槍,，目前至少還有二十幾家處理器廠商計(jì)劃采用SDR技 術(shù)，以協(xié)助系統(tǒng)廠商改善LTE手機(jī)天線的尺寸與耗電量,?；蛟S SDR技術(shù)將是加速LTE手機(jī)上市，并實(shí)現(xiàn)全球漫游的關(guān)鍵推手之一,。
微處理器 廠商Tensilica創(chuàng)始人Chris Rowen表示,，隨著LTE手機(jī)加入多輸入多輸出（MIMO）、載波聚合（Carrier Aggregation）等功能后,，對(duì)天線的性能要求更將大幅提升,，廠商為兼顧高性能與低功耗,、小尺寸設(shè)計(jì)，將采用SDR技術(shù)發(fā)展特定基帶RF子系統(tǒng)或增 強(qiáng)型接收器（Turbo Receiver）,，以滿足LTE,、LTE-Advanced的設(shè)計(jì)需求。
通常手機(jī)廠商及技術(shù)部門對(duì)更換設(shè)計(jì)方案和器件的評(píng)估都非常慎重,，以免增加投資和產(chǎn)品上市的風(fēng)險(xiǎn),。近年來(lái)傳統(tǒng)的射頻廠商也開始積極研發(fā)創(chuàng)新的RF技術(shù)應(yīng)對(duì)多模 多頻的挑戰(zhàn)，RF MEMS,、SDR作為在終端應(yīng)用的新技術(shù),，要讓終端廠商及設(shè)計(jì)工程師完全接受還需要較長(zhǎng)的過(guò)程。但MEMS,、SDR技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì),，必將成為L(zhǎng)TE、 LTE-Advanced多頻多模手機(jī)RF主要參考技術(shù)之一,。
此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。