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萬事齊備 LTE晶片蓄勢待發

上網時間: 2009年02月10日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:LTE  WiMAX  OFDMA 

針對無線4G技術的‘長期演進’(LTE)規格可望在最近完成,相關產品也預期將在2010年或2011年推出。如果你正納悶LTE晶片現況究竟如何,那麼請看看這一最新發展──目前通路已規劃完成,而晶片設計人員也正積極埋首於解決LTE系統帶來的特定挑戰。

儘管存在著諸多挑戰,但隨著寬頻行動無線起飛,對於網路的各種可能性與新思維,似乎也存在著一股更明確的創造熱情。此外,在我們的這個產業中,相容性向來是相當罕見的,但現在,由於RF訊號傳輸方面的一些相似性,許多晶片也將與行動WiMAX相容。無論LTE和WiMAX這兩種競爭標準融合與否,我們都可能看到這些晶片兼具雙重功能。

那麼,系統設計人員對於LTE所應瞭解的最重要問題是什麼呢?

“LTE與WiMAX的不同之處在於其上行鏈路多工接取方案,WiMAX採用‘正交分頻多工接取’ (OFDMA),而LTE則採用‘單載波分頻多工接取’(SC-FDMA)方案。因此,LTE設計人員在抉擇時的關鍵問題在於寬頻無線為元件上行鏈路的RF實體層所帶來的技術挑戰,”SiGe半導體公司RF系統及技術行銷總工程師Darcy Poulin表示。

ADI公司資深RF系統工程師Cecile Masse更詳細地解釋:“瞭解在LTE系統中必須處理的調變訊號特性是十分重要的,包括頻寬、峰均值功率比(PAPR)、對於損害的靈敏度(如相位、振幅失真),以及使用可擴展OFDM訊號(具有以不同方案調變的次載波,或在特定通道頻寬內的部份可用次載波)的意義。”

LTE的部署環境也是一項值得關注問題,Masse提到。“特別是LTE可能會被現有的WCDMA與GSM等服務所覆蓋。因此,在這些情況下,系統設計人員必須考慮到容限的重要性,這不僅是針對不同的LTE波形,還包括其他頻帶內調變類型。”

picoChip公司行銷副總裁Rupert Baines指出,有關LTE的重要考量應該跨越晶片級。“LTE是關於小型單元的,而不是傳統的大型單元。因此,如毫微微蜂巢式基地台(femtocell)等小型單元更至關重要。而且,在一個真實的系統級中,將智慧化帶入網路邊緣也十分關鍵。也正因為此,LTE所帶來的機會將可一舉解決在網路基礎設備發展相當緩慢保守地區所存在的許多‘I wouldn't start from here’等問題。”

圖1:ADI公司的RF至位元整合收發器。
圖1:ADI公司的RF至位元整合收發器。

實現LTE整合

和所有的行動應用一樣,整合對於LTE晶片而言極為關鍵,晶片設計人員正致力於研發更多創新方法以實現功能性整合。picoChip公司採取了一種軟體定義方法,據稱可整合完整的LTE實體層。

該公司最近宣佈其開發LTE 基地台參考設計的計劃──PC8618微微蜂巢式基地台(picocell)和 PC8608 femtocell平台──二者都是picoChip與其研發合作夥伴MimoOn及香港ASTRI公司共同設計的。

凌力爾特(Linear Technology)公司產品行銷經理James Wong解釋其團隊的LTE整合方案,“我們解決了LTE及其基地台設計人員所面對的某些最困難的問題。例如,在RF電路中很難隔離RF訊號,而過濾任何不必要的RF雜訊成本也相當高。我們的LT5557和LT5579混頻器具有晶片上RF變壓器,不但有利於實現卓越的隔離性能,也無需外加平衡/不平衡變壓器(balun)。”

圖2:Linear Technology發表了LT5557降頻轉換主動RF混波器,可覆蓋400MHz至3.8GHz的頻帶範圍。
圖2:Linear Technology發表了LT5557降頻轉換主動RF混波器,可覆蓋400MHz至3.8GHz的頻帶範圍。

LTE選擇指南

對於需要選擇LTE晶片的設計人員,在這一過程中必須考慮到一些關鍵因素。picoChip公司的Baines提出忠告:“瞭解晶片本身只是LTE解決方案的一小部份是相當重要的,就如同執行於其上的軟體也同樣重要。而區分必須從頭開始編程的晶片、具有可定製軟體庫的晶片、具簡單範例程式碼的晶片(實際上並不適於最終建置),以及具有可投產定製程式碼的可程式晶片等各種晶片之間的差異更是至關重要。”

ADI公司高速轉換器部門系統應用工程師Brad Bannon認為,最有用的規格指標包括高線性度(以高PAPR的OFDM訊號達到頻譜品質和頻帶外的輻射要求)、低雜訊(以實現最佳的無線電鏈路性能)、增益平坦度(當以最大通道頻寬傳送OFDMA訊號時實現有限的增益校準)、精確的功率測量(調變不感知,以實現最佳功率傳輸和高效率設計),以及低功耗/低供電電壓。

除此之外,凌力爾特公司的方案還增加了無雜訊動態範圍(這限制了接收器在低訊號級解析資料完整性的能力)和隔離/LO洩漏。後者可造成頻帶外輻射超出本地監管機構的要求,致使基地台無法獲准在該地區使用。另外,Baines指出,對於LTE元件而言,隨著LTE規格的變化相對進行升級和調整的能力也很重要。

LTE相關產品

儘管大部份的LTE晶片和參考設計產品尚處於設計和規劃階段,但也有一些產品已公開發表了,其中主要是一些能與WiMAX共享一個共通平台的產品。

ADI已開始量產AD9352和AD9354 WiMAX收發器,這些產品也適用於LTE設計。該公司表示目前正著手研發LTE解決方案。picoChip公司預計明年推出其產品參考設計,目前正出貨其PC203 picoArray訊號處理器。

凌力爾特公司指出,該公司有一批產品已經用於第一代LTE基地台設計中,包括LT5557降頻主動混頻器和LT5579升頻主動混頻器、LT5575 I/Q解調器、LT5570與 LT5581 RMS檢測器、寬頻中頻(IF)放大器、寬頻主動濾波器,以及高速類比數位轉換器(ADC)。

無庸置疑,隨著LTE標準的確立,有關這方面的消息將會不絕於耳,更多的產品也將不斷湧入相關市場。針對這一LTE技術的討論只是一個開始,其後隨之而來的各種技術會議將更深入地探討這一話題。

作者:Janine Love





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