EDGE功率放大器在手机上的应用
在GSM系统,EDGE可说是进一步增加数据传输速率。通过调变方式的改变、编码以及多传输时槽进而达到3倍的传输速率。从1999年EDGE标准的制定至今,EDGE网络已有多被许多国家及其电信业者所采用,根据全球行动供货商协会(GSA,Global Mobile Suppliers AssociaTIon)最近的统计,已有307种包含EDGE功能的设备发表。市场研究机构Strategy AnalyTIcs统计及预估,2006年EDGE手机市场约为1.6亿支,在2005-2010年间,EDGE/WCDMA手机市场将会有51%的年复合增长率(CAGR)的大幅增长。
EDGE射频端的解决方案─线性发射架构 目前市场上有3种EDGE射频端的解决方案可供手机制造商选择,除了GMSK模式还要能同时支持8PSK模式。此3种分别为极性调变(Polar ModulaTIon)、极性环(Polar Loop)以及线性发射(Linear EDGE)架构。 就线性发射架构而言,所使用之功率放大器必须能够操作在饱和模式(Saturated Mode)与线性模式(Linear Mode)。当手机操作在GSM时为GMSK调变,而GMSK为一固定振幅(Constant Envelope),功率放大器所产生的失真对其影响较小,故此时功率放大器可操作于饱和区,即非线性区,来提高效率。当手机操作于EDGE模式时,是以一种改变振幅与相位的线性调变方式即8PSK调变,也因此对于功率放大器的线性度极为要求,以防止信号失真。 多模式的操作─GMSK 与8PSK混合发射 EDGE是使用TDMA的时槽架构(TIme Frame Structure),因此在多个发射时槽及混合发射模式时,功率放大器会有不同操作模式即8PSK切换GMSK或GMSK切换8PSK。而在时槽(Burst)与时槽之间必须将功率放大器所产生的功率降到最低,以免造成输出射频频谱变差或不符合ETSI的规范。因此对于时槽与时槽间的输入与控制信号时序(Control Timing)以及信号大小必须规范与遵守,如图3所示。以下是使用RFMD线性功率放大器RF3158以3个发射时槽,GMSK→8PSK→GMSK为例。 信号产生器输出的波形 首先使用信号产生器产生3个时槽,以Agilent Signal Generator E4438C为例,其设定如下: 1. Mode→ EDEG mode。 2. Data Format→ Framed。 3. Frame Trigger→ Continuous。 4. Configure Timeslots→ Multislot off,TS=TSC0并设定时槽。Normal代表此时槽为8PSK调变。 5. 输出功率=2dBm。 此时将信号连接至频谱仪以zero span观察,即可看出所设定的信号。由于信号产生器所产生的输出信号为功率放大器的输入信号即为RFin,理论上,在GMSK mode,波形上升时间越短越好,而在8PSK mode则是要求平缓上升,才不会影响输出射频频谱(ORFS-Output Radio Frequency Spectrum)。而Agilent E4438C在调整输出波形(burst shape)不论是上升时间、上升延迟、下降时间或是下降延迟都是以一个GSM时间框架内有设定为发射的波一起调整.
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