宽带无线通讯新品:润芯信息LTE射频芯片
摘要: 近年,TD-LTE实验网和预商用网络建设全球范围内加速部署。日前,中移动首次TD-LTE终端招标结果也已经出炉,此次入围的厂家之多来自领域之广,中国移动显然已经刺激了整个产业链。去年12月18日中国香港地区将率先迈入4G时代,中国移动香港有限公司届时将启动TD-LTE正式商用。
国内外芯片和系统集成商已蓄势多时,积极布局即将展开的4G市场竞争。无线通讯方案主要由基带+射频两部分组成,无论从系统的重要性,功能的复杂度,人员资金投入,以及对工艺节点和功耗的要求来看,基带芯片的开发都比射频芯片难度更大。因此,无线通讯方案的开发模式通常是:先期大量的资源投入到基带芯片的开发,射频部分采用通用高性能模组,后期随着基带方案逐渐成熟,射频芯片,尤其是使用在终端的射频芯片,会被提出很高的要求,这些要求集中在集成度,功耗以及与基带方案的匹配度。目前LTE产业链中活跃的芯片厂商包括国内的华为海思,创毅视讯,联芯科技,展讯,中兴微电子和重邮信科,国外的高通,艾特,SequansCommunications,美满科技,瑞萨。上述全部厂商都有基带芯片的研发能力,但近半数未进入到射频芯片开发领域,这样的格局为众多中小规模专业从事射频芯片设计的公司提供了市场空间。
广州润芯信息厚积薄发,历经3年研发,2012年初向市场推出了拥有全部知识产权的,支持LTE双模宽频射频芯片RX2030。其适用领域包括:TD-LTE,LTEFDD,无线局域网,宽带无线终端,为TD产业链以及无线宽带终端厂家提供低成本高性能的射频解决方案,芯片框图和演示版见图1。
图1.RX2030框图
图2.接收机变频器中的差分无源变频电路
特点和基本规格
RX2030在0.13um-CMOS工艺上设计实现,片上集成了两个小数分频频率合成器,2个接收通道1个发射通道。接收机和发射机均为直接变频架构,采用改进的25%占空比本振驱动的无源混频结构(见图2)。芯片采用宽频设计,支持载波频率范围从1.88GHz到2.69GHz。除此之外,该芯片方案还具有以下几个特点:
1)低噪声。无论是工作在TDD模式(收发同品,仅一个频率合成器开启),还是FDD模式(收发异频,两频率合成器同时开启),输出本振信号积分相位噪声(1kHz~10MHz)均优于0.8’rms,接收通道(芯片口)噪声系数典型值为2.5dB【1】。当设置为FDD频段7模式,发射机本振外120MHz远端噪声会直接落到本地接收机的频带上,RX2030发射机在这个频点的噪声低至-156.2dBc/Hz,这样的噪声水平使发射机SAW-less应用成为可能。
2)高动态范围。收发通道增益控制范围分别大于100dB,84dB,在射频频率上实现的动态范围分别有40dB和54dB。足够大的接收射频增益可保证接收通道噪声系数处于较低水平;足够大的发射射频增益动态范围可保证发射本振泄漏和边带泄漏在该范围保持基本恒定。
3)低功耗。整个发射通道包括发射滤波器,上变频电路及其本振处理电路和预放大器,发射输出0dBm(QPSK)时,通道功耗仅127mW【2】;接收通道包括低噪声放大器,下变频电路及其本振处理电路,可变增益放大器和接收滤波器,最大增益设置,通道电流为78mA每路。
4)高保真度。接收发射通道QSPKEVM测试结果优于2%和2.5%(见图3);带宽10MHz设置下,接收机ETM3.3测试和发射机part-RB测试结果分别是3.8%和3.2%(见图4)。
5)高灵活性。接收机提供了IP2校正功能,校正后IP2值可达+70dBm,接收通道的用于去除直流失调的高通滤波器,也提供了不同带宽配置;发射通道配备了本振泄漏和正交失配校正功能【2】,通过调整上混频器混频开关的偏置电压,可分别对上述两参数进行校正(见图
5),该成果已在2012年度ISCAS大会上发表。另外收发滤波器还内置了自适应RC常数校正电路。
6)高隔离。芯片内部集成多达9个独立LDO,为片上提供独立1.2V内部供电,外部供电电压2.5~3.6V;芯片通道间,大信号小信号间,采用了多种有效的隔离保护手段,2.55GHz频率工作时,两个接收通道隔离度可达-50dB。
借助安捷伦科技的无源器件建模工具Momenten及RFIC仿真工具GoldenGate,润芯信息对RX2030进行了全面的建模与仿真;安捷伦公司的电子测试仪器和通讯系统设计软件SystemVue相结合,为RX2030构建完整并且高效半实物的验证平台。
润芯信息总经理王永平表示:“RX2030成功推出,标志着润芯在第四代移动通信终端芯片的开发竞争中将拥有自己的席位,有望在即将铺开的LTE和宽带无线通讯应用大潮中分一杯羹。”。
性能演示:C
复合视频信号C
本文小结
可以预见,未来LTE和宽带无线通讯应用将是百花齐放的盛况,相应芯片市场将是开放的同时竞争将异常激烈。润芯信息作为LTE和宽带无线通讯射频芯片市场的新面孔,为终端厂家提供低成本高性能的RX2030射频解决方案。
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