无线技术的未来：RF即插即用解决方案

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　　无线通信的未来发展将会是从技术演进成为资源，就象我们日常生活中的水和电一样。不过，要达到这一目标，业界必须克服移动设备中一些重大的设计挑战，其中许多都将获益于半导体技术的进步。今天的消费移动设备可包含多达9个RF链路，而工程师们身负满足下一代产品在尺寸、功率和标准共存方面要求的重任。
　　我们关注的重点往往是网络技术标准的演进，以及推动实现普适性 （ubiquitous） 无线网络会是哪一种技术 （EDGE 还是1xRTT？LTE 还是 WiMAX？基于卫星还是基于地面？单载波还是多载波？） ，但事实上，对无线通信的未来而言，消费设备本身与消费设备运行其上的网络都同样重要。无线通信的未来取决于无线能力 （最关键的是RF技术） 如何无缝地集成在各种设备、车辆、工具及我们日常生活的各个领域中。此外，下一代设计必须能够跟上不断变化的使用模式。例如，以往没有人能预测到短信的爆炸性增长，而 RF和系统级芯片 （SoC） 能力与功耗问题的大幅改进为人们带来了更丰富的移动互联网访问体验。目前，许多人都在密切关注手机增加定位服务一事，为此，移动设备需要能够处理所有这些不同信号链路的RF电路。
　　所需的创新性
　　过去，电子行业把无线通信功能无缝地集成在日常电子设备的尝试和努力多是铩羽而归，直到最近情况才改变过来。RF信号处理技术常被形容为“电子的黑色艺术”，一直以来都是业界从基于电路板的分立式组件转向IC子系统发展的主要障碍。过去10年间，关于 “通信的未来”的讨论常常是指较新颖的RF物理层架构的创新技术，例如 “软件定义无线电” 和 “极化调制” （polar modulation），这些都是从根本上对RF信号处理方案进行重新设计，代表着实现无线普及的最佳途径。
　　然而，商用无线通信的未来并不在于新颖的架构，而是取决于我们在如何使用现有半导体制造技术上获得重要的进展。如果微处理器行业能够给RF行业提供什么经验教训的话，那就是，只要做得好，系统级功能集成可以实现更低的功耗、更高的功能和更小的组件占位面积。无线服务的用户体验取决于器件的性能，而器件的性能则取决于RF 物理层的质量。无线通信的未来取决于RF 物理层集成度的创新，能否达到在1970年代运算放大器的规模  ― 具有高可靠、可重复的性能、标准化接口、用户可编程功能性，以及易于制造的特点。借鉴软件业的经验，要实现真正的无线普适性，需要一种“即插即用” （plug and play） 的RF物理层。
　　集成的机会
　　影响无线通信未来的一个主要因素是业界正逐渐转用多载波正交频分复用 （OFDM） 调制方式，期望从紧张的全球频谱资源中获得更大的带宽。所有的下一代无线设备都将基于OFDM，包括那些用于LTE 手机、WiMAX 和 WLAN系统的设备。OFDM 最大的特点是具有很高的峰均功率比 （peak to average power ratio），而这推动了对更高效 RF 功率放大器 （power amplifier, PA） 的需求。
　　信号处理质量、功耗和发射功率/接收器灵敏度之间的相互关系，因 RF 物理层 OFDM 信号处理的要求而变得十分复杂。不过，除了这些内在挑战之外，向OFDM 的转换也带来了开发融合式多模 RF 物理层功能性的机会。由于大带宽无线内容被发送给各种各样的消费平台，故系统设计人员需要 RF 物理层具有 “运算放大器般” 质量，这意味着 RF 物理层将需要有针对特殊要求进行优化的能力，以及针对各种变化多端的工作条件进行自我补偿的能力。
　　正如在内容处理级别上的情况一样，RF 的运算放大器集成模式也需要众多产品和技术合作伙伴之间的协作。这种协作必然有助于激发创新，提高无线体验。因为GPS硬件解决方案相对地较易于整合到手机平台，所以导航功能被迅速引入成为手机应用。随着GPS成为手机不可或缺的一部分，应用和操作系统将能够更好地把导航和其它定位服务集成在手机中。
　　例如，如果手机能够支持更大的带宽，Google 地图的下载速度就可快得足以在汽车行使中提供实时信息，而同时仍留有足够的功率拨打通话 。与运算放大器同等水平的RF物理层集成，将能够实现这些必须的协作，继续把无线服务集成在全范围的日常活动中。但我们应如何实现之？
　　RF即插即用解决方案
　　事实上，RF “即插即用”的概念已逐渐成为现实。譬如，在手机中集成定位服务是业界近10年的迫切目标。尽管CDMA手机打从一开始就集成了GPS基带信号处理功能，但接收器的高灵敏度要求 （约160 dbm） 和手机信号