一种手机发射系统技术方案

本发明专利技术公开了一种手机发射系统，包括：GaN射频功率放大器、GaN智能升压及调制电源模块、数字处理单元、电池以及天线；其中，GaN射频功率放大器用于对接收到的信号进行功率放大；GaN智能升压及调制电源模块用于将电池电压升压至工作电压，对所述GaN射频功率放大器进行高压供电以及电源调制；数字处理单元用于处理通信信号，通过收发器传输给所述GaN射频功率放大器，并对所述GaN射频功率放大器以及所述GaN智能升压及调制电源模块进行实时控制。本发明专利技术所提供的手机发射系统，采用GaN射频功率放大器作为发射链路的功率放大器，与现有技术相比，本发明专利技术具有高效、宽带以及小尺寸的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种手机发射系统。
技术介绍
随着大数据时代的到来，手机作为中转站，承载着信息传递的使命。移动通信进入4G时代，3G、4G手机的年出货量达到3亿部。4G未来终端无线技术有几个特点:1)高阶调制、2)宽带、3)多载波、4)ΜΠ?)。这些特点在推进信息传递的同时，也给终端设备带来了新的问题。手机通信链路进行的功耗统计，80 %的功耗来源于发射链路，而发射链路中，射频功率放大器又占了 80%的功耗来源。同时，现代终端无线通信中普遍采用高阶调制信号，例如HSPA+、LTE。其都有一个特点:都是高峰均比信号。手机正常需要很大的回退，才能保证通话质量，而手机射频放大器效率随回退量增大而降低，这就导致手机PA效率不高，以LTE为例在7dB回退点，其功率放大器(以下简称PA)效率只有18-26%。如此低的效率，直接导致手机电池耗电过快，热耗大，使得手机极容易发热，这给用户造成很糟糕的产品体验。电池量消耗过快，是手机的最大痛处。如何在电池技术无法突破时，提升射频功率放大器效率，成为世界研究方向。4G时代通信的发展，其中主要得益于LTE的商用。LTE采用了 0FDMA调制技术，提高了频带利用率，其峰值速率将达到lGps，最大带宽将达到100M。目前广泛使用的LTE频带达到43个Bands，覆盖700M-3.4G。如此多的频带，带来新的挑战:1、不同通信标准；2)不同频段间的包容性；3)不同手机制式；4)需要更多的PA、滤波器、开关、双工。因此手机发射链路将变得异常庞大。而在众多变化中，对射频发射链路来说是非常具有挑战的。目前主流通信标准包括了 GSM、WCDMA、HSDPA、LTE、CDMA。LTE是目前所有标准的演进方向，其中又包括了 LTE、LTE-Advance，在LTE标准中目前存在的43个bands，需要手机厂商在发射链路上做多通道，以满足各地区覆盖多频段多制式的通信需求。这样手机系统将采用集成多发射链路形式，这样一款手机往往需要4到5个发射通道，用以分别处理GSM、CDMA、WCDMA、LTE不通频段信号，同时，随着通道增加，还需要给每个发射通道配备滤波器、开关、双工器。这样手机面积将无法缩小，而小尺寸化是现代通信市场，作为产品能够被客户接受的一个亮点。因此各家都在考虑如何减少射频通道器件数目，达到优化面积，从而使手机整机面积、体积得以缩小。但技术发展需求往往是不满足的，除了满足多制式多频段外，还需要满足未来通信载波聚合的严酷需求。而载波聚合将对射频功率放大器的带宽有很高的要求，按照国际通信发展要求，未来需要手机支持100M的宽带射频通信。这样手机面临着如何提高射频功率放大器效率、系统宽带化、发射链路面积小尺寸化的难题。目前现阶段米用最主要的方法为:米用Mult1-Mode Mult1-Band功率放大器(简称MMMB)功率放大器；目前GaAs MMMB功率放大器占据了绝大部分市场，最新的ET方案也是基于GaAs MMMB功率放大器或者CMOS功率放大器作为基础。针对3G/4G应用频段划分，以目前通信主流频段900M、1800M.2100M以及2600M主要频段细分后，可以达到12Bands。MMMB功率放大器通常会用三个到五个才能覆盖对应频段。为了使得3到5个功率放大器性能达到最优化，需要在外围电路上做匹配电路。这样整个发射通道面积将无法得到减少。现在非ET方案都采用APT技术，因此还需要添加一颗电源管理芯片，整个解决方案占据了更大的面积。同时MMMB功率放大器中，需要靠开关来不停切换，来实现不同制式、与不同频段的对应。这样射频功率放大器效率无法达到最优化。目前LTE数字传输上，7dB的峰均比，MMMB功率放大器效率只有25%，而未来需要在数据传输速度、以及视频通话上进一步加大系统通信信号的编码难度，这将会使射频功率放大器的效率更低。而现有的GaAs HBT功率放大器无法在现有系统框架上实现高效化的目标。再者MMMB功率放大器都是窄带通信系统，而未来通信系统将向软件无线通信切换，软件无线发射端的最大亮点，就是系统数字化，射频信号将以数字方式在端到端间，来回传递。这样系统需要发射链路具有非常宽的带宽特性。作为GaAs MMMB PA来说其窄带特性决定了，其无法承担宽带系统的需求目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种手机发射系统，目的在于提供一种高效率、宽带化以及减少射频发射链路器件总体面积的发射系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供 一种手机发射系统，其特征在于，包括:GaN射频功率放大器、GaN智能升压及调制电源模块、数字处理单元、电池以及天线；其中，所述GaN射频功率放大器用于对接收到的信号进行功率放大，所述GaN射频功率放大器的工作电压为10V至50V ;所述GaN智能升压及调制电源模块用于将电池电压升压至所述工作电压，对所述GaN射频功率放大器进行高压供电以及电源调制；所述数字处理单元用于处理通信信号，通过收发器传输给所述GaN射频功率放大器，并对所述GaN射频功率放大器以及所述GaN智能升压及调制电源模块进行实时控制。可选地，所述GaN射频功率放大器为宽带GaN线性功率放大器或宽带GaN数字开关功率放大器。可选地，所述GaN射频功率放大器的类型为分立GaN射频功率放大器、GaN单片微波集成电路射频功率放大器或集成射频开关的GaN射频功率放大器模块。可选地，还包括:滤波器，用于对经所述GaN射频功率放大器放大的信号进行滤波；所述GaN射频功率放大器处于开关模式时，所述滤波器具体为模拟波形再构滤波器。可选地，所述GaN射频功率放大器与所述GaN智能升压及调制电源模块的个数均为一个；所述GaN射频功率放大器与所述GaN智能升压及调制电源模块相连。可选地，所述GaN射频功率放大器的个数为多个，所述GaN智能升压及调制电源模块的个数为一个；多个所述GaN射频功率放大器并联，每个GaN射频功率放大器均与所述GaN智能升压及调制电源模块相连；每个所述GaN射频功率放大器的输出端分别与单个滤波器的输入端相连，所述滤波器的输出端依次与射频开关、双工器以及手机天线相连。 可选地，所述GaN射频功率放大器的个数为一个，所述GaN智能升压及调制电源模块的个数为多个；所述GaN智能升压及调制电源模块为串行连接，每个GaN智能升压及调制电源模块均与所述GaN射频功率放大器相连。可选地，所述GaN射频功率放大器的个数为一个，所述GaN智能升压及调制电源模块的个数为多个；所述GaN智能升压及调制电源模块并联，通过级联方式与所述GaN射频功率放大器相连。本专利技术所提供的手机发射系统，其采用GaN射频功率放大器作为发射链路的功率放大器。GaN器件作为第三代半导体在射频PA端的代表，与GaAs比起来，GaN拥有更高的禁带宽度、更高的击穿场强、更高的功率密度，以及更高的热导率和饱和速率。与现有技术比较，本专利技术具有以下优点:(1)高效GaN射频功率放大器。手机系统首要核心关注点在于其效率，随着高峰均比调制信号的应用，一方面提升了频谱利用率，但同时也带来了回退功率下效率低的问题。未来通信架构逐渐向数字化在过渡，而提升功放效率方面，传统的线性功放有78%左右的天花板，很难再有进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手机发射系统，其特征在于，包括：GaN射频功率放大器、GaN智能升压及调制电源模块、数字处理单元、电池以及天线；其中，所述GaN射频功率放大器用于对接收到的信号进行功率放大，所述GaN射频功率放大器的工作电压为10V至50V；所述GaN智能升压及调制电源模块用于将电池电压升压至所述工作电压，对所述GaN射频功率放大器进行高压供电以及电源调制；所述数字处理单元用于处理通信信号，通过收发器传输给所述GaN射频功率放大器，并对所述GaN射频功率放大器以及所述GaN智能升压及调制电源模块进行实时控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张乃千，潘宇，臧振刚，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32