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课题总结
射频传导部分

一、移动通信制式演进
 
图1 移动通信制式演进
从曾经的模拟通信到现在的宽带多媒体业务时代，移动通信在不断演进。目前我们比较关注的通信制式是2G的GSM，3G的CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，以及目前4G时代的LTE。针对中国三大运营商的情况，各种制式的频段信息如图2所示。

图2 三大运营商通信制式的对比
    对于GSM和TD-SCDMA系统的通信方式是基于时分复用的方法，而CDMA和WCDMA的通信方式是基于频分复用的方法。之所以从通信方式引入到射频传导的部分，是因为接下来的传导设计切入点，往往就是因为各种通信方式的不一样而决定了我们电路指标，器件选型的不同。

二、传导基本框图
传导是射频设计中的其中一个重要内容，从开发的角度看，传导是指除了天线设计以外的射频部分。像上图的左半部分，基本就是传导设计所要考虑的各个模块。由于目前通信制式的发展，涉及的模式和频段多样化明显，多模多频使得设计增加了不少复杂度。

 
图3 手机中完整的模块
由于传导部分的复杂，在此提取最主要的部分与原理框图进行讲解和分享。
下图所示是一个完整的传导部分。
 
图4射频传导电路原理图
在传导部分设计中，收发合路器，PA（功率放大），SAW（Surface Acoustic Wave，声表面滤波器）以及收发单元Transceiver是极为关键的部分，所以下面主要针对这几个模块进行说明。
对于天线开关/双工器，该部分存在的意义在于通信的时候，接收与发送是使用同一根天线，所以有必要将两路信号进行分路处理。当使用时分通信系统的时候，例如GSM，TD-SCDMA以及TDD-LTE系统，使用的是一个随着一定频率不断开启和闭合的开关，按照通信的时序规则将接收到的信号与发射的信号进行分离。而对于频分系统，包括CDMA，WCDMA以及FDD-LTE系统，由于上下行的频率不一致，该部分应当选择有两个不同通带的滤波器组成的双工器。
 
图5 收发合路器
功率放大器(PA)用于将收发器输出的射频信号放大。功率放大器与Transceiver的工艺的不通，也是手机里Transceiver无法集成化的元件，同时这也是手机发射通路中最重要的元件，手机发射性能、通话质量、电池续航能力都由功率放大器决定。PA的选择，主要会考虑其工作频段，线性度，增益，效率，杂散性能等因素。对于GSM系统，基带调制使用GMSK恒包络调制，所以使用的工作在饱和区域（非线性区域）的非线性PA，这种PA的效率比较高，耗电比较小。对于WCDMA和LTE系统，其基带调制方式并不是恒包络调制，所以选择的PA需要一定的线性度，这样的话信号失真小，发射相关的性能比较好。
 
图6 功率放大器
SAW滤波器在抑制电子信息设备高次谐波、镜像信息、发射漏泄信号以及各类寄生杂波干扰等方面起到良好的作用，可以实现任意所需精度的幅频和相频特性的滤波，这是其它滤波器难以完成的。移动通信系统的发射端（TX）和接收端（RS）必须经过滤波器滤波后才能发挥作用，故要求滤波器具有低插损、高阻带抑制和高镜像衰减、承受大功率、低成本、小型化等特点。由于工作频段、体积和性能价格比等方面的优势，SAW滤波器在移动通信系统的应用中独占鳌头，这是压电陶瓷滤波器和单片晶体滤波器望尘莫及的。
 
图7 SAW
Transceiver主要是对接收到的信号与需要发送的信号进行调制解调。对于接收通路，由于接收到的信号频率较高，不适合基带处理，Transceiver需要完成下变频，使得接收信号从高频信号变为IQ信号。而对于发送通路，Transceiver则需要将基带的IQ信号上变频为射频信号，便于天线发射以及在空间的传输。那么不同的通信制式就需要了解不同通信方式下的频率信息，从而将信号进行适当的变频。
 
 
图8 收发单元
根据不同的通信制式要求将以上所有关键部件的设计完成，需要考虑的就是余下基带部分的设计……