移動(dòng)設(shè)備多重標(biāo)準(zhǔn)射頻前端的挑戰(zhàn)
用“整合”一詞來(lái)描述時(shí)下將復(fù)合式多媒體與連結(jié)功能整合至可攜式消費(fèi)性電子產(chǎn)品(CE)的過(guò)程,實(shí)為再貼切不過(guò)。移動(dòng)電話正是功能整合日益蓬勃的好例子:在十幾年前,第一款手機(jī)只配有FM無(wú)線電接收器,而現(xiàn)在的移動(dòng)電話不但備有高質(zhì)量數(shù)字成像、本地及個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星導(dǎo)航,甚至還有廣播電視收訊。
移動(dòng)電話有著日益強(qiáng)大的連結(jié)及功能,其發(fā)展的動(dòng)力不外乎下三個(gè)關(guān)鍵要素:第一,移動(dòng)通信業(yè)者有著維護(hù)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)和增加平均每戶貢獻(xiàn)度(ARPU)的需求,而方法之一就是提供新式的非通信服務(wù)及特色;第二,手機(jī)業(yè)者持續(xù)地力求提供產(chǎn)品多樣性,以吸引通信業(yè)者以及消費(fèi)者;第三,熟知高科技的消費(fèi)者對(duì)于多元化媒體功能與方便可攜式裝置間無(wú)遠(yuǎn)弗屆的結(jié)合,有著日益增加的需求。
這樣的科技整合不僅限在手機(jī)上;事實(shí)上,任何含有液晶顯示器屏幕及多媒體處理能力的可攜式裝置,皆被消費(fèi)性電子產(chǎn)品制造商當(dāng)作多重?zé)o線電平臺(tái)的目標(biāo)。它們包括了筆記型計(jì)算機(jī)、可攜式多媒體播放器(PMP)、掌上型游戲機(jī),甚至是可攜式導(dǎo)航裝置(PND)。
由于以無(wú)線電為基礎(chǔ)的科技日新月異,而消費(fèi)者對(duì)于消費(fèi)性電子產(chǎn)品的需求也不斷增長(zhǎng),芯片供貨商和系統(tǒng)整合商現(xiàn)在面臨了在可攜式裝置中提供整合功能的挑戰(zhàn)。這些無(wú)線電科技可依功能分類為:
● 通信:全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、CDMA2000、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)、長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE)等
● 廣播:GPS,模擬&數(shù)字無(wú)線電、移動(dòng)數(shù)字電視(MDTV)、數(shù)字地面廣播電視(DTT)等
● 連結(jié):無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)、藍(lán)芽、超寬帶(UWB)、近端交易技術(shù)(NFC)、全球微波存取互通接口等
整合這些無(wú)線電技術(shù)的挑戰(zhàn)獨(dú)具意義,尤其是任何經(jīng)整合的裝置,由于本身的特性使然,會(huì)將每個(gè)無(wú)線電應(yīng)用程序所需之最具技術(shù)性的效能需求,聚集在單一平臺(tái)上。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師也必須謹(jǐn)記,在選擇內(nèi)存解決方案時(shí),或許得用全國(guó)或地方性的標(biāo)準(zhǔn)(如操作頻率、鄰近信道狀況、傳輸功率位準(zhǔn)等)來(lái)部署“全球性”的標(biāo)準(zhǔn)(如DVB-T數(shù)字電視)。 提供這項(xiàng)漸增的功能時(shí),不會(huì)有任何妥協(xié)。這些新的整合平臺(tái)也需堅(jiān)守消費(fèi)性電子產(chǎn)品低成本、低功率及小尺寸的真言,而這實(shí)際上也僅能由多重標(biāo)準(zhǔn)、多功能的前端解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。需注意的關(guān)鍵點(diǎn)就于,任何多標(biāo)準(zhǔn)前端,都必須盡可能提供具競(jìng)爭(zhēng)性的解決方案,甚至是部署在單一或雙重標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序中,或是為芯片供貨商和系統(tǒng)整合者提供規(guī)模經(jīng)濟(jì)時(shí)亦然。
在本文中,射頻接收器或收發(fā)器功能皆會(huì)稱為“前端”。當(dāng)然,在一完整的系統(tǒng)中,必須有一調(diào)制解調(diào)器(可能會(huì)與前端整合為芯片系統(tǒng),或稱SoC)、較高階的數(shù)字處理、多媒體編碼以及A/V輸出裝置,像是屏幕和揚(yáng)聲器。
功能性分隔
雖然單一消費(fèi)性電子產(chǎn)品裝置可能不會(huì)具備所有上述的通信:廣播和連結(jié)無(wú)線電技術(shù)。但舉例來(lái)說(shuō),時(shí)下的移動(dòng)電話已經(jīng)整合了那三種功能性分類中,每一個(gè)分類的其中一個(gè)無(wú)線電技術(shù),而同時(shí)制造商也不斷力求整合更多的功能。漸漸地,筆記型計(jì)算機(jī)、可攜式多媒體播放器和其它可攜式消費(fèi)性電子產(chǎn)品裝置也正跟上這股整合的潮流。
既然可以實(shí)際裝載于單一裝置平臺(tái)上的獨(dú)立集成電路(ICs)數(shù)量有著尺寸的限制與成本上的考慮,集成電路目前的解決方案可夠整合上述三個(gè)功能性分類其中之一的無(wú)線電功能。這可能會(huì)被稱為“水平式”功能性整合,而其概念則如圖1所示。值得注意的是,雖然今日已可將藍(lán)芽獨(dú)立集成電路和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)及FM無(wú)線電信號(hào)整合,廣播應(yīng)用程序也可以整合至消費(fèi)性電子產(chǎn)品裝置中,但已整合FM無(wú)線電信號(hào)的移動(dòng)數(shù)字電視(MDTV)/ 數(shù)字地面廣播電視(DTT電視)的接收器集成電路會(huì)是較佳的使用案例。
整合使用功能類似的無(wú)線電,而非跨功能的整合,有著基本的考慮。首先應(yīng)注意,在具通信能力的消費(fèi)性電子產(chǎn)品中,裝置整合器會(huì)發(fā)展以相同通信基頻平臺(tái)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品世代,以取得與大量投注于新通信基頻軟件開(kāi)發(fā)之努力間的平衡;若次于通信功能的新無(wú)線電功能慣常地被并至通信基頻中,則所需的軟件開(kāi)發(fā)可能會(huì)使新無(wú)線電技術(shù)的部署產(chǎn)生一個(gè)“潛在因子”。因此,多重?zé)o線電硅晶整合通常不會(huì)超出通信范圍。第二,消費(fèi)性電子產(chǎn)品裝置制造商通常會(huì)發(fā)展具有不同功能及特色的產(chǎn)品系列,以應(yīng)付不同的消費(fèi)者、地域及市場(chǎng)需求;因此多重?zé)o線電、多重功能同時(shí)成本也可能因此更高的裝置,便無(wú)法滿足所有市場(chǎng)或消費(fèi)者的需求。第三,聚集或不聚集特定的無(wú)線電技術(shù),有著技術(shù)上的考慮。這些原因可能包括了一些基本原則,像是:相似調(diào)變技術(shù)的使用(例如多個(gè)數(shù)字電視和無(wú)線電技術(shù)使用正交分頻多任務(wù)技術(shù)(OFDM)調(diào)變);天線限制(例如因?yàn)轭l寬限制或需同時(shí)操作,因而無(wú)法共享天線);干擾的共存問(wèn)題(例如若將一敏感的全球定位系統(tǒng)接收器整合至一通信收發(fā)器,該接收器可能會(huì)失去功能)。
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