毫無(wú)疑問(wèn)，隨著速度更快、價(jià)格更低的多內(nèi)核處理器和存儲(chǔ)器的推出，基帶技術(shù)在不斷地向前穩(wěn)步發(fā)展，而射頻芯片自然也不會(huì)止步不前。

認(rèn)知無(wú)線電

概念源自于人們認(rèn)識(shí)到大多數(shù)時(shí)候的射頻頻譜利用率太低。頻譜的貨幣價(jià)值體現(xiàn)在電信公司樂(lè)意為蜂窩頻段支付的數(shù)十億美元,這極大地推動(dòng)了管理機(jī)構(gòu)認(rèn)真考慮如何 最佳使用這個(gè)寶貴資源。認(rèn)知無(wú)線電背后的概念是，設(shè)備尋找一個(gè)免費(fèi)的信道，并與接收端交換頻率和調(diào)制細(xì)節(jié)，最終使兩端同時(shí)調(diào)諧到免費(fèi)信道。

術(shù) 語(yǔ)“具有射頻意識(shí)”的意思是，認(rèn)知無(wú)線電必須能夠及時(shí)檢測(cè)出當(dāng)前時(shí)刻周邊的無(wú)線電環(huán)境。這就要求設(shè)備了解哪些頻段可用，哪些頻段是不允許使用或受限制的， 比如保留給軍事用途的頻率。建立未占用信道的一種方式是掃描整個(gè)潛在可用的頻譜，并檢測(cè)每個(gè)點(diǎn)的射頻功率密度。這就需要一個(gè)非常靈巧和可編程的接收器，它 能以精密受控的方式掃描幾十個(gè)頻段。當(dāng)然，這也意味著發(fā)射器要具有同樣的靈活性。

一家名為L(zhǎng)ime Microsystems的英國(guó)公司于2006年開(kāi)始開(kāi)發(fā)最具靈活性的無(wú)線電收發(fā)器，并做成單芯片的形式提供了一種極具成本效益的射頻解決方案。這種通用收發(fā)器的目標(biāo)市場(chǎng)是新興的小型蜂窩基站市場(chǎng)，包括飛蜂窩(femtocell)以及與基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的其它設(shè)備，如中繼器和遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端。最終推出的Lime器件不僅是認(rèn)知無(wú)線電、也是軟件無(wú)線電(SDR)應(yīng)用的理想選擇。

在飛蜂窩開(kāi)發(fā)的早期階段，未來(lái)還相當(dāng)不確定，因?yàn)橛性S多障礙需要克服。蜂窩運(yùn)營(yíng)商面臨的三大挑戰(zhàn)是：低成本，“即插即用”，不會(huì)干擾宏基站信號(hào)。

從 歷史上看，那些想要擴(kuò)容的運(yùn)營(yíng)商會(huì)雇用頻率規(guī)劃人員繪制每個(gè)基站的覆蓋圖，然后作出一個(gè)在增加新發(fā)射機(jī)時(shí)不會(huì)造成干擾的規(guī)劃。這種做法對(duì)于飛蜂窩來(lái)說(shuō)明顯 是不可能的，因?yàn)樗鼈兪且源笈康姆绞讲渴鹪诩彝セ蚩蛻舻纳虡I(yè)場(chǎng)所。這反過(guò)來(lái)要求飛蜂窩中的射頻單元必須能夠掃描可用的頻段，并識(shí)別被當(dāng)?shù)睾昊臼褂玫念l 率。嵌入在設(shè)備單元中的智能應(yīng)當(dāng)為飛蜂窩選擇可用的替代頻率。由于在全球范圍內(nèi)已被采用的頻率數(shù)量巨多，因此情況更為復(fù)雜。而長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)和 LTE-Advnaced的推廣又進(jìn)一步加劇了這種情形，使得全球在用的不同頻段總數(shù)超過(guò)了40個(gè)。

半導(dǎo)體制造經(jīng)濟(jì)更鐘情于大批量銷售的單個(gè)器件，不喜歡產(chǎn)生各種較少批量的“點(diǎn)式解決方案”。在這種應(yīng)用中，答案是做成一種在整個(gè)頻譜中都可編程的器件。然而，這可不是那么容易。

Lime將第一種高集成度“通用”射頻芯片命名為現(xiàn)場(chǎng)可編程射頻(FPRF) 器件。這種器件規(guī)范要求很寬的頻率范圍，從較低的300MHz下限值開(kāi)始，連續(xù)覆蓋到3800MHz，范圍的高低頻率比超過(guò)了12:1。使用混頻器得到固 定中頻(IF)的典型超外差架構(gòu)被直接轉(zhuǎn)換或零中頻所替代，從而減少了芯片的復(fù)雜性。這反過(guò)來(lái)對(duì)用作本振的接收器和發(fā)射器鎖相環(huán)(PLL)提出了要求，因 為它們也需要覆蓋整個(gè)范圍。解決方案是使用一種能夠整合數(shù)字邏輯與高性能模擬及射頻模塊的混合信號(hào)技術(shù)。最終生成的PLL可以使用可編程小數(shù)N分頻器和范 圍為23MHz至41MHz的共享參考輸入時(shí)鐘從單一時(shí)鐘產(chǎn)生整個(gè)范圍的射頻頻率。這為FPRF時(shí)鐘提供了更大的靈活性，因?yàn)樗苁褂冒ㄖ飨到y(tǒng)時(shí)鐘在內(nèi) 的任何穩(wěn)定資源達(dá)到節(jié)省成本的目的。

為FPRF器件選擇的半導(dǎo)體工 藝是來(lái)自一家美國(guó)代工廠的BiCMOS技術(shù)，它支持芯片中使用的高性能電路的模擬和數(shù)字單元要求。設(shè)計(jì)包含片上的雙路模數(shù)(ADC)和數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)換 器。這些ADC為基帶芯片提供組織為同步(I)和正交(Q)分量的數(shù)字比特流接收信號(hào)，或者接收器可以輸出模擬信號(hào)?；鶐骷S后可以通過(guò)處理這些 IQ數(shù)據(jù)恢復(fù)出發(fā)送的語(yǔ)音或數(shù)據(jù)。

圖1：FPRF接收器框圖。