LTE器材商场正在迅速添加，而且，它对射频
前端(RFFE)功用的要求是史无前例的。ABI研讨公司猜测，在2014年，LTE订货量将到达3.752亿，在2015年，将添加60 %，上升到的5.889亿。该公司的研讨简报“明日的互联国际：2014和2015年猜测中也指出，LTE和其他衔接器材功用的增强，将推进“全球一年的 4G移动网络数据流量在2014年添加一倍以上，到达12.4艾字节。越来越多的频段加上载波聚合的施行，支撑数据量添加的需求，可是，与从前各代的移动无线比较，这极大地增大了射频前端的杂乱程度。保存地说，行将呈现的射频前端体系中，射频前端的或许状况的数量(参见图1)将添加5000倍以上。频段、不同的调制计划、功率放大器形式、天线调谐状况和下行链路载波的数量越来越多，把这些相乘起来，便得到射频前端杂乱程度增大5000倍的成果。由于射频前端如此杂乱，现在，产业界需求真实的可重构射频前端。
图1 在未来的几年中，射频前端将迅速地变得愈加杂乱。此图阐明，把频段、调制计划、功率放大器形式、天线调谐状况和下行链路载波聚合的数量乘起来，便得到射频前端的杂乱程度增大5000倍。
困难重重：一个全球通的用SKU
射频前端包括收发器输出和天线之间的一切元件。传统上，它一直是由许多不同厂商，在截然不同的技能混合运用的根底上，独立规划的一组产品。移动数据的需求推进着频段的许多添加，以及LTE和载波聚合这些先进的技能，在此之前，这是能够承受的处理计划。今日，商场的要求更多，可是，OEM厂商遭到现有射频前端技能的约束，不能供给一个能够在全球一切区域运用的参阅规划──只需求一个全球通用的SKU的规划。
咱们来看看苹果公司最近推出的iPhone 5S，它里边有5个SKU ，以习惯不同区域的需求。咱们的研讨标明，这些器材之间仅有明显的区别是射频前端包括的东西。在最近，咱们与职业中抢先的剖析公司一同评论。咱们的评论证明晰这些研讨成果。参与评论的抢先公司是Gartner公司， IHS iSuppli公司和Strategy Analytics公司。假如有一项技能能够供苹果公司运用，推出一种iPhone，它用一个SKU就能满意全球的需求，试想一下，在规划、验证、制作以及供货商办理和存货办理等方面，能省下多少本钱。
运用现有的CMOS射频开关和天线调谐器加上GaAs功率放大器(PA )的混合型射频前端，不或许进步芯片的集成程度。现在，射频前端的杂乱程度呈指数般地上升，集成是要害。一些公司企图经过开发杂乱的多芯片模块，逐渐地作出改进，来处理这个问题，可是在技能上遭到了约束。只要真实的可重构射频前端能够做到一个，全球通用，而且，只要整个体系运用CMOS技能，才有或许完结可重构的射频前端 。
CMOS的利益
二十五年来，Peregrine半导体和它的创办人一直在射频SOI范畴抢先，而且有一个愿景，这就是在CMOS的根底上，做出一个集成射频前端。CMOS规划的长处包括，有许多CMOS工厂，工艺操控非常严厉，能够把各种功用集成在一块硅片上，其间包括调谐功用和操控功用。
Peregrine半导体公司的UltraCMOS ® 10技能渠道在2013年10月面世，它运用130纳米的RF- SOI技能，把射频运用的功用进步了一倍──它的* Coff是有竞赛力的处理计划的一半(见图2 )。
图2 Peregrine半导体的UltraCMOS®10技能渠道──新一代射频开关，调谐器和功率放大器的根底 ──明显地进步了用Ron* Coff功用指数()表明的功用。
Peregrine半导体的UltraCMOS®Global 1体系
UltraCMOS10渠道在功用和规划两方面都有很大进步，Peregrine半导体公司充份发挥它的利益，做出来第一个可重构的射频前端体系，它能够做到一个SKU，全球通用。这个射频前端称作UltraCMOS Global 1，它能够扩展，经过低损耗的开关和调谐之间的高度阻隔，能够很简略做到支撑数量更多的频段，然后处理互操作问题，并以数字操控的办法，习惯一切的形式和频段，最重要的是，功率放大器的功用和GaAs功放适当。
Peregrine半导体的UltraCMOS®Global 1体系(见图3)包括：
• 3路、多形式、多频段功率放大器
• 功放后边的开关
• 天线开关
• 天线调谐器
• 支撑包络盯梢
• 通用的射频前端 MIPI接口
图3Peregrine半导体的UltraCMOS®Global 1是第一个可重构射频前端体系。
职业中第一个到达GaAs功放功用的CMOS功放
在曾经，没有一家厂商能够供给功用和GaAs功率放大器适当的CMOS功率放大器，这样，在LTE范畴，CMOS功放不会有竞赛。在这个范畴，在功用方面的任何下降，都是不能够承受的。UltraCMOS®Global 1体系把Peregrine的老练的、最好的射频开关和调谐器与第一个CMOS功率放大器严密无间地整合在一同，到达GaAs功率放大器的功用。功用到达这个水平的功放，不需求增强包络盯梢，也不需增大数字预失真，在比较CMOS功放和GaAs功放的功用时，往往用这种办法。
图4 Peregrine半导体公司的UltraCMOS®Global 1功放是职业中第一个到达GaAs功放功用并超越现有CMOS功放功用十个百分点的功放，这表明功率进步了百分之33。
图4阐明，窄频带功放的PAE(功率添加功率)功用指标的比较，这儿运用WCDMA(语音)波形，相邻信道走漏比(ACLR)为-38 dBc。在这些条件下，UltraCMOS Global 1功放的功用已挨近PAE为50%。这与抢先的GaAs功放产品水平适当，超越现有CMOS功放十个百分点，这表明功率进步了百分之33。
图 5 Peregrine半导体的UltraCMOS ®Global 1 功放能够与GaAs功放的功用比美，而且做到GaAs功放做不到的事：支撑全球通用的单片SKU LTE器材。
图5阐明，Peregrine的功放作为UltraCMOS ®Global 1体系的一部分，它的功用并不局限于有竞赛力的WCDMA的功用，而且坚持与GaAs适当的、用于LTE波形的PAE。在LTE标准中，依照指定给用户的信道带宽对资源块(RB)进行不同的分配。 5MHz的信道适当于25个RB，20MHz信道适当于100个RB。而且，这个数据是在没有运用数字预失真技能或包络盯梢的状况下得到的。
用第三方包络盯梢来进步功用
UltraCMOS Global 1功放没有运用包络盯梢就到达了有竞赛力的GaAs功放的功用水平，一起，UltraCMOS Global 1自身支撑包络盯梢( ET)，而且现已规划成为支撑现在商场上一切首要的处理计划。在功率饱满( PSAT )时的PAE阐明晰运用ET调制器能够到达甚么样的PAE，不过，ET带来的功率增强，与详细的频段有关。由于运用了包络盯梢器，UltraCMOS Global 1的PAE进步了20个百分点。
可重构
在CMOS渠道上完结整个射频前端的一个最大长处是，它的高度可重构性赋予射频工程师的灵敏性。有不同程度的可重构性──从简略的偏置操控到整个射频调谐。Peregrine半导体充分发挥它在射频天线调谐产品方面的技能特长，把可重构的才能规划到UltraCMOS Global 1射频前端之中 。运用可重构体系，能够在一切频率上坚持功用是共同的。在窄带处理计划中，这很少成为首要的问题，可是，关于宽带体系，会跟着频率而明显地下降，由于工艺上的差错，以及电压和温度改变，会进一步加重。
图6 经过可调谐的匹配网络，Peregrine半导体的UltraCMOS® Global 1功放能够对功用进行优化，针对频带进行调谐，能够进一步按捺其他频段，关于减轻一些难以互操作的状况，是有协助的。
在图6中的曲线是UltraCMOS Global 1 功放被调谐到了三个不同的调谐状况。这意味着调谐状况是依据操作频率进行挑选的，以便到达最佳功用。例如，在790MHz挑选调谐状况1，可是，在860MHZ，能够运用调谐状况2 。由于往往需求用一个功放尽或许高功率地支撑多个频段，这点变得越来越重要。图中有一个典型的GaAs宽带功率放大器的功用特性，作为比较频率特性下降的基准。
在每个集成射频前端元件中，UltraCMOS Global 1供给了多种重构计划：
• 射频调谐：功放能够依据运作频率、调制办法或许运用的功率电平进行优化。经过调谐，UltraCMOS Global 1的每条信道能够在频段的根底上进行优化，在整个频率规模内，充份削减PAE和线性度的改变(图6 ) 。
• 针对频带对界面进行优化：在许多单频带功放和双工器( PAD)模块中，对功率放大器和双工器之间的阻抗进行了优化，以便优化PAE 。关于一个固定的多频带放大器，这是不或许的，由于它需求支撑多个双工器。用一个可调谐功率放大器，能够对每一频带，对这个界面的阻抗进行优化，这将进步整个射频前端体系的功用。
• 对每个频带、每个形式进行偏置：依照作业频带和形式，怎么对功率放大器进行偏置，有很大不同。在CMOS工艺中，能够经过灵敏的偏压来操控。
• 容差的校对：在 UltraCMOS Global 1的可重构体系中，由于在终究测验阶段进行的处理，射频工程师能够消除制作公役。消除射频前端的大部分改变之后，能够明显进步体系的功用，这样，能够把体系规划成为愈加严厉地挨近标准的要求。
• 只用CMOS完结：要把射频调和谐偏置的灵敏性做到这个水平，需求适当数量的操控位和密布的互连。UltraCMOS Global 1包括射频前端的MIPI 操控界面，100多条操控线，模仿驱动器和其他支撑电路。参阅电压都来自同一个偏置电压产生器，保证对工艺、电压和温度进行全面盯梢。关于多芯片处理计划，要到达这个程度的操控，是不或许的，因而，关于GaAs，要把功用做到这个水平，是不或许的。
Peregrine半导体现已为商场供给了二十多亿个开关和调谐器，现在推出职业中仅有的CMOS功率放大器，应战GaAs功放的功用。UltraCMOS Global 1功放参加Peregrine业界中功用最好的射频天线开关和调谐器队伍，成为完结可重构射频前端所需求的最终一个元件 。有了这样的可重构射频前端，能够完结一个SKU，全球通用。UltraCMOS Global 1功放的功用将在2014年移动国际大会上演示，渠道的整合将在2014年完结，并在2015年逐渐投入大批量出产。
定论
Peregrine半导体的UltraCMOS Global 1是为了处理LTE设备范畴的一个最大应战而规划的── 一个SKU，全球通用。它是第一个彻底可重构的射频前端，由于它是在先进的CMOS渠道上规划的，而且凝聚了Peregrine半导体的二十五年的射频技能特长。在推出业界第一个CMOS功率放大器，到达GaAs功率放大器的功用水平之后，在今日完结这个射频前端体系， 而CMOS渠道供给的可重构和功用，使得一个SKU、全球通用成为或许。
RF规划工程师将最受惠于UltraCMOS Global 1 ，由于它能够许多地削减所需求的规划和验证时刻。众所周知，在移动无线职业，缩短开发周期是一个严重长处。UltraCMOS Global 1除了射频规划工程师能够运用的利益，它的长处会渗透到无线生态体系：
• 渠道供给商能够开发一个参阅渠道，下降参阅规划的开发本钱，缩短验证时刻。
• OEM厂商能够规划一个全球通用的SKU ，下降研制本钱，加速产品上市时刻，简化供应链并改进存货办理。
• 顾客能够享用更长的电池寿数，更好的接纳作用，更快的数据传输速率和更广泛的周游规模。
UltraCMOS Global 1体系供给了更大的灵敏性、更多的挑选，以便满意下一波对全球移动设备立异的需求。
