射頻識(shí)別技術(shù)是將非接觸特性應(yīng)用到普通IC卡上，利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于非接觸、無須光學(xué)可視，完成識(shí)別工作時(shí)無須人工干預(yù)、適于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以輕松滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。

　　在我國物流業(yè)飛速發(fā)展的今天，射頻技術(shù)以其特有的優(yōu)勢，克服了條碼識(shí)別需要光學(xué)可視、識(shí)別距離短、信息不可更改等缺點(diǎn)，成為物流自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域一個(gè)耀眼的亮點(diǎn)。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽、讀寫器兩部分組成。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，放置在需要識(shí)別的物品上。

　　射頻技術(shù)的不斷發(fā)展，其產(chǎn)品種類繁多，如Texas Instruments、Motorola、Phillips 等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品，它們的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，自成系列，其主要的技術(shù)及性能差別主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：耦合方式不同；發(fā)送頻率不同；標(biāo)簽是否有源；讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段不同；作用距離不同。 按照電子標(biāo)簽的組成結(jié)構(gòu)，電子標(biāo)簽分為一般存儲(chǔ)型、加密存儲(chǔ)型、帶CPU型以及超級(jí)智能型等，根據(jù)不同的載波頻率，電子標(biāo)簽分為高頻電子標(biāo)簽（915MHZ，2.45GHZ 5.8GHZ）和低頻電子標(biāo)簽（125KHZ 13.56MHZ）。其中，載波頻率為13.56MHZ的非接觸電子標(biāo)簽應(yīng)用比較廣泛，根據(jù)其不同的工作距離對(duì)應(yīng)有不同的ISO標(biāo)準(zhǔn)。

　　制定射頻技術(shù)應(yīng)用規(guī)范的背景及現(xiàn)狀信息化是物流的靈魂，作為物流信息化的重要組成部分--信息采集，更是信息化的基礎(chǔ)和根本。物流信息化離不開標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)物流的標(biāo)準(zhǔn)化，就是要以物流產(chǎn)業(yè)為對(duì)象，在物流這個(gè)大系統(tǒng)中需求一致性，實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化。其中，數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化在整個(gè)物流標(biāo)準(zhǔn)化工作中占據(jù)著重要的地位和作用。

　　目前，信息采集技術(shù)主要包括條碼技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)。條碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其價(jià)格相對(duì)便宜，因此在超市等商品零售部門獲得了廣泛的利用。其缺點(diǎn)在于，信息無法更改，存儲(chǔ)容量相對(duì)較小。如果需要更改信息則需要重新貼上條碼標(biāo)簽，既增加了工序，浪費(fèi)了人力資源，同時(shí)又增加了物流成本。其“先天不足”與缺陷越來越難以滿足人們的需求。 射頻技術(shù)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，它信息含量大，可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)更改，簡化了物流的中間環(huán)節(jié)，縮短了物流人工操作時(shí)間，其準(zhǔn)確性、快速性和兼容性越來越得到行業(yè)的認(rèn)同和贊許。但是，目前我國國內(nèi)有關(guān)射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，也沒有一個(gè)適用于國內(nèi)物流行業(yè)的射頻識(shí)別技術(shù)規(guī)范。各個(gè)公司依據(jù)自身的判斷，選擇購買各自的射頻識(shí)別設(shè)備，或自主開發(fā)各自的射頻識(shí)別設(shè)備，造成各公司間的射頻識(shí)別設(shè)備千差萬別，主要表現(xiàn)在卡容量、信息格式、存儲(chǔ)命令、命令代碼、能量接口、天線、通訊協(xié)議及通訊頻率等方面不一致，造成公司與公司間不能實(shí)現(xiàn)信息共享和傳遞，無法滿足現(xiàn)代物流發(fā)展的要求，阻礙物流信息化發(fā)展。因此，規(guī)范射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定射頻識(shí)別技術(shù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，是我國物流業(yè)發(fā)展的迫切需求。

　　目前，射頻技術(shù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正在由有關(guān)單位逐步制定，《物流射頻電子標(biāo)簽技術(shù)規(guī)范》，《物流射頻識(shí)別過程通訊規(guī)范》以及《物流射頻識(shí)別讀寫器應(yīng)用規(guī)范》三個(gè)基礎(chǔ)性的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)于2002年在科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)資金項(xiàng)目《物流配送標(biāo)準(zhǔn)體系及關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的研究 與制定》中立項(xiàng)，預(yù)計(jì)今年5月完成征求意見稿。其他諸如《物流電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)》、《貨物集裝箱射頻識(shí)別標(biāo)簽代碼結(jié)構(gòu)》、《行李標(biāo)簽射頻識(shí)別代碼結(jié)構(gòu)》、《貨物集裝箱射頻識(shí)別信息交換要素》等一系列射頻技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，將逐步得到立項(xiàng)。射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)制定過程中的思考應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的制定是為了規(guī)范行業(yè)應(yīng)用，因此應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的制定需要緊密結(jié)合實(shí)際，徹底了解行業(yè)需要以及行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)，制定符合我國物流發(fā)展實(shí)際情況的射頻技術(shù)規(guī)范，這樣制定的標(biāo)準(zhǔn)才會(huì)有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，才能在行業(yè)中得到廣泛的認(rèn)同并得到推廣使用，達(dá)到制定標(biāo)準(zhǔn)的最終目的。 但是，我國物流業(yè)的發(fā)展基本上還處于初級(jí)階段，信息化水平普遍比較低，基本上還處于“人力資源”為主的時(shí)代，應(yīng)用先進(jìn)的射頻技術(shù)到物流實(shí)際中去的基本上沒有，除了鐵道系統(tǒng)現(xiàn)在利用射頻技術(shù)進(jìn)行車廂識(shí)別以外，像物流中的倉儲(chǔ)管理、貨物配送等方面，尚未看到有射頻技術(shù)的應(yīng)用。 在這種情況下，射頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或應(yīng)用規(guī)范的制定，肯定會(huì)出現(xiàn)不小的困難，但對(duì)待這些困難也不是完全沒有辦法，我們可以通過建立物流示范工程或者建立國家物流實(shí)驗(yàn)室的辦法，來輔助射頻技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。但是，標(biāo)準(zhǔn)的不斷修訂和不斷完善是肯定需要的。

RF4CE的智能LED照明調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　本方案中所設(shè)計(jì)的智能照明系統(tǒng)可通過人機(jī)界面設(shè)置期望的光強(qiáng)、色溫及特殊照明效果，當(dāng)遙控器將控制需求發(fā)送到各LED調(diào)光器后，可由調(diào)光器自動(dòng) 完成LED 工作狀態(tài)的調(diào)控，以組成用戶所需的照明環(huán)境，并達(dá)到節(jié)能降耗的效果。經(jīng)實(shí)測，本LED 照明調(diào)控系統(tǒng)能以較高的性價(jià)比實(shí)現(xiàn)LED 照明系統(tǒng)的智能調(diào)控，同時(shí)提高電能利用效率。

　　引言

　　以LED 為代表的新一代綠色環(huán)保光源近年來逐步得到普及應(yīng)用，人們對(duì)LED 照明高效控制和功能多樣化、個(gè)性化的要求也不斷提高。如何能夠根據(jù)用戶需求營造特定場景對(duì)應(yīng)的光環(huán)境，提高照明效率，減少能源浪費(fèi)，是LED 智能控制系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。

　 　通信方式是LED 智能控制系統(tǒng)的重要組成部分。目前已有利用DALI、C-Bus、DMX512、以太網(wǎng)等有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及ZigBee、GPRS 等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)光源或LED 照明控制系統(tǒng)，然而，基于上述通信方式的LED 控制系統(tǒng)在控制協(xié)議的開放性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性、安全性、設(shè)備硬件成本、運(yùn)營成本等方面均存在一定程度的不足。

　　RF4CE 是2009 年由ZigBee 聯(lián)盟與RF4CE 聯(lián)盟共同提出的面向家電領(lǐng)域的射頻遙控標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是最終取代目前廣泛使用的紅外遙控技術(shù)。RF4CE 是基于IEEE802.15.4 物理層與MAC 層構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層協(xié)議，具有非視距傳輸、雙向通信、超低功耗、互操作性好、采用免費(fèi)ISM 頻段等優(yōu)點(diǎn)，可作為家庭自動(dòng)化和娛樂應(yīng)用的重要無線通信平臺(tái)。

　　針對(duì)現(xiàn)有LED 照明控制系統(tǒng)存在的不足，本項(xiàng)目依據(jù)RF4CE 射頻遙控標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一套交互性好、可靠性高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的LED 智能照明系統(tǒng)，可通過對(duì)家居及公共場所LED照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化調(diào)控，實(shí)現(xiàn)用戶期望的各種照明環(huán)境，并達(dá)到節(jié)能降耗的效果。

　　1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　 　LED 照明調(diào)控系統(tǒng)由遙控器和大功率LED 調(diào)光器組成，雙方通過內(nèi)置RF4CE 協(xié)議的CC2530 模塊實(shí)現(xiàn)無線連接，圖1 所示是LED 調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。用戶利用遙控器按鍵輸入控制指令，指令以符合RF4CE 協(xié)議的數(shù)據(jù)包形式發(fā)送到調(diào)光器，調(diào)光器根據(jù)指令要求，結(jié)合當(dāng)前工作狀態(tài)，產(chǎn)生R、G、B 三組PWM 輸出，控制紅、綠、藍(lán)三種大功率LED 照明燈的功率，形成所需的光強(qiáng)或色溫效果。調(diào)光器中的EEPROM用于存儲(chǔ)特殊照明效果對(duì)應(yīng)的PWM 序列（即配方表）。

　　2 硬件電路

　 　圖2 所示為遙控器主控電路的硬件原理圖。該遙控器以STC89C52 為主控制器，外設(shè)包括8 個(gè)操作按鍵和1 個(gè)狀態(tài)指示燈。STC89C52 與CC2530 模塊采用串行連接。為節(jié)省電能，STC89C52 和CC2530 平時(shí)均處于休眠狀態(tài)，8 個(gè)按鍵中的任何一個(gè)被按下時(shí)，除了使P2 口中對(duì)應(yīng)口線表現(xiàn)為低電平，也通過對(duì)應(yīng)二極管的導(dǎo)通產(chǎn)生外部中斷，將單片機(jī)從休眠中喚醒，并立即發(fā)送按鍵對(duì)應(yīng)的鍵值。CC2530 則利用串口中斷喚醒，及時(shí)將主控單片機(jī)發(fā)出的鍵值無線發(fā)送給LED 調(diào)光器。

　 　圖3 所示為CC2530 模塊的硬件原理圖。圖中的CC2530是TI 公司推出的無線SoC 芯片，片上集成有80C51 微處理器、IEEE 802.15.4 RF 收發(fā)器、大容量存儲(chǔ)器和豐富的接口部件，通過加載ZigBee 和RF4CE 協(xié)議棧，可方便地實(shí)現(xiàn)基于兩種協(xié)議的典型應(yīng)用。CC2530 僅需少量外圍元件，其中，天線部分對(duì)無線通信性能的影響較大，故元件選擇和PCB 制版需嚴(yán)格遵守手冊(cè)中的注意事項(xiàng)。

　　圖4 所示為調(diào)光器主控電路的硬件原理圖。為產(chǎn)生獨(dú)立的3 路高頻PWM，采用了單時(shí)鐘周期的增強(qiáng)型51 內(nèi)核單片機(jī)STC12C5410AD，同樣晶振條件下的工作速度比普通51 單片機(jī)快8~12倍。STC12C5410AD與CC2530 模塊也采用串行連接。

　　3 路PWM 輸出分別接到R、G、B 3 個(gè)LED 驅(qū)動(dòng)器的PWM調(diào)光輸入端。AT24C64 為8 KB 串行EEPROM 存儲(chǔ)器，通過SCL、SDA與單片機(jī)的虛擬I2C接口相連，用于存儲(chǔ)場景配方表。

　　表1 所列是場景配方表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。每張表包括起始和結(jié)尾標(biāo)志，邏輯上以每種PWM 組合所持續(xù)的時(shí)間（單位：s）為基本記錄。

　 　圖5 所示為LED 驅(qū)動(dòng)電路的硬件結(jié)構(gòu)。圖5 中，LT3756為新型大功率LED 驅(qū)動(dòng)芯片，輸入電壓6~100 V，通過一個(gè)外部N溝道MOSFET，可以使用標(biāo)稱值為12 V 的輸入驅(qū)動(dòng)20 個(gè)1 A 的白光LED，效率超過94%，頻率范圍為100 kHz~1MHz.

圖 5 LED驅(qū)動(dòng)電路

　　LT3756 采用True Color PWM調(diào)光技術(shù)，調(diào)光范圍可達(dá)3 000：1.

　　3 軟件流程

　　系統(tǒng)遙控器的主控程序流程如圖6 所示。無線遙控系統(tǒng)本質(zhì)上只是將接收機(jī)本機(jī)輸入裝置以無線方式加以延伸，故其遙控器程序的主要任務(wù)是檢測按鍵和發(fā)送鍵值。采用休眠-中斷機(jī)制可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的低平均功耗。

　　RF4CE 與紅外遙控相比，一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)是雙向通信，遙控器發(fā)出鍵值后，可根據(jù)是否有正確的回應(yīng)信息，控制狀態(tài)指示燈的亮滅和閃爍，從而提醒用戶進(jìn)行正確的操作。

　 　本文了提出了一套LED智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，本方案中所設(shè)計(jì)的智能照明系統(tǒng)將最新射頻遙控技術(shù)RF4CE 用于LED 照明控制，從而克服了現(xiàn)有DALI、C-Bus 等照明控制系統(tǒng)在開放性、可靠性、安全性、互操作性、設(shè)備及運(yùn)行成本等方面存在的不足。經(jīng)實(shí)測，本LED照明調(diào)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)所要求的各項(xiàng)功能，遙控距離不 小于30 m（ 開闊地）， 遙控器平均電流小于10μA，能以較高的性價(jià)比實(shí)現(xiàn)LED 照明系統(tǒng)的智能調(diào)控，同時(shí)提高電能利用效率。

WLAN射頻優(yōu)化的解決方案設(shè)計(jì)詳解

　　本文回顧了WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的發(fā)展歷程，對(duì)其發(fā)展趨勢做出了判斷。結(jié)合到WLAN在智能手機(jī)中的具體應(yīng)用對(duì)射頻單元提出的新的要求，恩智浦半導(dǎo)體公司（NXP）將提供新的射頻解決方案，完全滿足WLAN最新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)射頻電路的要求。2010年以來，智能手機(jī)市場穩(wěn)步增長。而智能手機(jī)一般都提供了無線局域網(wǎng)（WLAN）的連 接，這為WLAN射頻單元提供了廣闊的市場前景。WLAN的標(biāo)準(zhǔn)自1997年發(fā)布以來，為了提升傳輸速率和吞吐量，對(duì)物理層協(xié)議進(jìn)行了補(bǔ)充，對(duì)射頻單元的 工作頻率、性能和復(fù)雜度都有新的要求。

　　WLAN的歷史和發(fā)展趨勢

　　無線局域網(wǎng)（WLAN）是基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)、使用免費(fèi)的ISM頻段射頻資源實(shí)現(xiàn)的局域網(wǎng)絡(luò)連接。IEEE 802.11的第一個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)由IEEE在1997年制定，該標(biāo)準(zhǔn)定義了媒體訪問控制層和物理層。其中，物理層定義了工作頻率為2.4GHz的ISM頻 段，總數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mb/s。

　　1999年，IEEE 802.11增加了兩個(gè)補(bǔ)充版本IEEE 802.11a和IEEE 802.11b，其中IEEE 802.11a定義了5GHz上的ISM頻段，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mb/s；而IEEE 802.11b則仍工作在2.4GHz的ISM頻段，但傳輸速率可達(dá)11Mb/s。2003年，IEEE為WLAN的物理層作補(bǔ)充，發(fā)布了IEEE 802.11g。該版本仍采用2.4GHz頻段，但傳輸速率提高到54Mb/s。2009年，IEEE再次對(duì)物理層補(bǔ)充，推出了IEEE 802.11n。該標(biāo)準(zhǔn)支持2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段，同時(shí)可采用雙倍帶寬40MHz，支持多入多出（MIMO）技術(shù)。理論上，其最高的傳輸速率可 達(dá)600Mb/s（達(dá)到該速率要同時(shí)滿足64QAM調(diào)制、5/6編碼速率、40MHz信道帶寬、400ns的保護(hù)間隔、采用4個(gè)空間串流，以及每個(gè)串流速 率為150Mb/s）。

　　2014 年1月，作為IEEE 802.11n的升級(jí)，新版本IEEE 802.11ac獲得通過，該版本采用5GHz頻段，可提供更高吞吐量（指成功接收數(shù)據(jù)的速率）的WLAN服務(wù)。IEEE 802.11ac具有更寬的射頻帶寬（相對(duì)于IEEE 802.11n的40MHz帶寬，IEEE 802.11ac提供至少80MHz、最高160MHz的帶寬），具有更多的MIMO空間串流（最多8路），并支持下行多用戶多入多出（MU- MIMO），以及更高級(jí)的256-QAM數(shù)字調(diào)制。因此，IEEE 802.11ac具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在256QAM調(diào)制、5/6編碼速率、160MHz帶寬、400ns保護(hù)間隔的情況下，每個(gè)串流可提供最高 866.7Mb/s的傳輸速率。

　　此外，為實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量，2013年WiGig組織并入了WiFi聯(lián)盟。WiGig致力于推廣 IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用60GHz頻段，提供最高7Gb/s傳輸速率的短距離無線通信服務(wù)。由于60GHz信號(hào)無法穿透障礙物，當(dāng)終端設(shè)備進(jìn)入 WiGig信號(hào)無法覆蓋的區(qū)域時(shí)，將自動(dòng)切換到更低頻段，但是傳輸速率將大幅下降。

　　表1總結(jié)了IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的歷程，從中可以看出WLAN標(biāo)準(zhǔn)的每一次升級(jí)和補(bǔ)充，其結(jié)果無非就是為了得到傳輸速率/吞吐量。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以采用以下兩 種手段。1、采用更寬的信道帶寬。為實(shí)現(xiàn)這一目的，有時(shí)就需要提高工作頻段。因此，WLAN已經(jīng)從最初的2.4GHz逐步向5GHz過渡，并且已經(jīng)出現(xiàn)了 60GHz的標(biāo)準(zhǔn)，從而可以利用更寬的頻譜資源。2、采用空間復(fù)用技術(shù)。從IEEE 802.11n開始，MIMO技術(shù)被引入WLAN，并且最大空間串流也在IEEE 802.11ac中得到增加。

　　表1：WLAN物理層標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)

　 　2010年以來，全球智能手機(jī)的 出貨量穩(wěn)步增長。如圖1的預(yù)計(jì)所示，到2017年，全球智能手機(jī)每年的出貨量將接近16億部。在智能手機(jī)中，由于工藝的差異，手機(jī)主芯片通常不會(huì)集成 WLAN的射頻電路。對(duì)于主芯片，WLAN的射頻電路屬于外圍芯片，如圖2所示。WLAN標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升要求WLAN射頻電路除了要支持5GHz的 IEEE 802.11ac的需求，也要對(duì)IEEE 802.11a/b/g/n作向下兼容支持，此外，還要兼顧到與2.4GHz WLAN標(biāo)準(zhǔn)同頻的藍(lán)牙（BT）的共存。

　　圖1：全球智能手機(jī)出貨量統(tǒng)計(jì)

　　圖2：智能手機(jī)內(nèi)部架構(gòu)

　　為滿足對(duì)智能手機(jī)WLAN連接標(biāo)準(zhǔn)不斷提升的需求，恩智浦半導(dǎo)體即將推出兩款集成開關(guān)的低噪聲放大器芯片（LNA+SW）BGS8324（圖3）和BGS8358（圖4）。

　　圖3：BGS8324 2.4GHz （IEEE 802.11b/g/n）前端芯片架構(gòu)

　　圖4：BGS8358 5GHz （IEEE 802.11a/n/ac） 前端芯片架構(gòu)

　 　BGS8324是工作在2.4GHz頻段的WLAN接收前端芯片，支持IEEE 802.11b/g以及IEEE 802.11n的2.4GHz頻段，同時(shí)兼顧藍(lán)牙的共存。該產(chǎn)品采用2mm×2mm的QFN封裝，無需外部匹配器件，具有體積小、功耗低、設(shè)計(jì)簡單等特 點(diǎn)。該芯片支持2.7V到6V的電壓，具有接收放大、直通、發(fā)射和藍(lán)牙四種模式，并內(nèi)置對(duì)5.8GHz共存信號(hào)的防阻塞功能。

　　 BGS8358是工作在5GHz頻段的WLAN接收前端芯片，支持IEEE 802.11a/ac以及IEEE 802.11n的5GHz頻段。該芯片采用1.5mm×1.5mm的QFN封裝，同樣不需要外部匹配器件，具有體積小、功耗低、設(shè)計(jì)簡單等特點(diǎn)。該芯片支 持2.7V到6V的電壓，具有接收放大、直通和發(fā)射三種模式，并內(nèi)置對(duì)2.4GHz共存信號(hào)的防阻塞功能。

　　本文回顧了WLAN的物理 層標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的演進(jìn)歷程，分析了該標(biāo)準(zhǔn)歷次修正通過工作帶寬的增加以及MIMO技術(shù)的運(yùn)用使得數(shù)據(jù)吞吐量大幅提高的趨勢?？紤]到WLAN在智能手機(jī)中的廣 泛應(yīng)用，為迎合最新的WLAN標(biāo)準(zhǔn)，恩智浦半導(dǎo)體推出了用于智能手機(jī)WLAN射頻方案的BGS8324和BGS8358兩款產(chǎn)品，以兼容IEEE 802.11a/b/g/n/ac各種標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，還兼顧到2.4GHz頻段藍(lán)牙的共存。這兩款產(chǎn)品具有體積小、功耗低、設(shè)計(jì)簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場 前景。

射頻識(shí)別技術(shù)在門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　射頻識(shí)別（RFID，即Radio Frequency Identification）技術(shù)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展，其基本原理是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別與數(shù)據(jù)交 換的目的？因此它可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理．通信距離可從幾厘米到幾十米，其最主要的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，受雨雪、冰雹、灰塵 等影響小，可全天候工作，非接觸地完成自動(dòng)識(shí)別、跟蹤與管理，并且可穿透非金屬物體進(jìn)行識(shí)別，抗干擾能力強(qiáng)。

　　隨著生活水平的不 斷提高，汽車開始大量進(jìn)入家庭．在中國城市汽車的保有量迅速增加情況下，車輛的管理已成為一個(gè)難題．對(duì)車輛進(jìn)行有效的管理，其核心問題是如何對(duì)車輛進(jìn)行識(shí) 別．本文介紹了一個(gè)基于射頻識(shí)別技術(shù)的門禁系統(tǒng)，將RFID技術(shù)應(yīng)用于門禁的管理，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛快速可靠地識(shí)別，使安防中門禁管理實(shí)現(xiàn)高效化、智 能化．

　　1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

　　射頻門禁系統(tǒng)由車載電子標(biāo)簽、車感線圈、射頻接口、信號(hào)處理、控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)六個(gè)部分組成．系統(tǒng)框圖如圖1所示．

　　圖1 射頻門禁系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)方框圖

　　1．1 電子標(biāo)簽

　　電子標(biāo)簽，通常也被稱為應(yīng)答器．它內(nèi)部存儲(chǔ)車輛及車主的基本信息，安裝在車輛上，為無源標(biāo)簽．當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的微波查詢信號(hào)覆蓋區(qū)域時(shí)，電子標(biāo)簽通過感應(yīng)電流所獲得的能量向閱讀器發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的信息，有效讀取距離是6—10m．

　　1．2 閱讀器

　　閱讀器包括射頻接口和信號(hào)處理兩個(gè)模塊．

　　射頻接口主要負(fù)責(zé)信號(hào)的發(fā)送與接收．它接收來自信號(hào)處理與控制系統(tǒng)指令信號(hào)，將指令信號(hào)變換為微波信號(hào)發(fā)送出去；同時(shí)，它也接收來自電子標(biāo)簽的微波反射信號(hào)，并將微波反射信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)送到信號(hào)處理模塊進(jìn)行解碼處理．

　　信號(hào)處理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)指令信號(hào)和電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號(hào)的處理。它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號(hào)，將指令信號(hào)編碼后送到射頻接口，由射頻接口變換為微波信號(hào)發(fā)送出去；同時(shí)，它也接收來自射頻接口的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號(hào)，將電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號(hào)解碼后送到管理系統(tǒng)．

　　1.3 管理系統(tǒng)

　　管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)處理用戶信息 電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)和控制系統(tǒng)信息．它依據(jù)用戶指令對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理，接收來自信號(hào)處理模塊和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，將指令信號(hào)送往信號(hào)處理模塊和控制系統(tǒng)，同時(shí)管理系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)跟安防中心通信．

　　1.4 控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)閘門機(jī)構(gòu)進(jìn)行通信控制．它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號(hào)，對(duì)閘門機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，并將閘門狀態(tài)反饋給管理系統(tǒng)．即如果從電子標(biāo)簽讀取的數(shù)據(jù)經(jīng)過管理系統(tǒng)分析為合法通行者，則給控制系統(tǒng)信號(hào)，開啟閘門放行。

　　1.5車感線圈

　 　車感線圈選用PBD232地感環(huán)形線圈式檢測器。該檢測器是一種基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測器，它的傳感器是一個(gè)埋在路面下并通有一定工作電流的環(huán)形線 圈 （一般為2m×l。5m）．當(dāng)車輛通過環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈上肘，車輛自身鐵質(zhì)切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測器通過檢測該電感變 化量就可以檢測出車輛的存在。該檢測器的響應(yīng)時(shí)間為lOOms，它的各項(xiàng)性能特點(diǎn)能夠保證系統(tǒng)準(zhǔn)確、快速地檢測到車輛到來，并通過數(shù)字I／O卡輸出信號(hào)給 計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)讀寫器工作．

　　2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　軟件系統(tǒng)主要包括閱讀器的信號(hào)處理和系統(tǒng)管理兩個(gè)部分。信號(hào)處理模塊軟件開發(fā)采用C語言，系統(tǒng)管理部分軟件采用Visual C++（VC）編程，數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server 2000．

　　2.1系統(tǒng)工作流程

　 　射頻門禁系統(tǒng)的基本工作流程如圖2所示．系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，閱讀器按照一定的時(shí)間間隔，發(fā)送詢問信號(hào)，由射頻接口模塊發(fā)射出去．當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)人閱讀器 的微波查詢信號(hào)覆蓋區(qū)域時(shí)，電子標(biāo)簽（應(yīng)答器）接收到詢問信號(hào)后將自身的信息反向發(fā)送給閱讀器，閱讀器信號(hào)處理模塊接收到序列號(hào)后，進(jìn)行車輛識(shí)別．首先進(jìn) 行防碰撞處理建立通信通道，然后對(duì)該數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解碼，解碼后將信息送到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行校驗(yàn)。如果校驗(yàn)正確，發(fā)送信號(hào)給控制系統(tǒng)；如果有錯(cuò)，則提供聲光報(bào)警． 在此過程中，若管理系統(tǒng)沒有發(fā)送結(jié)束命令，則結(jié)束一個(gè)識(shí)別過程后，又開始下一個(gè)循環(huán)．

　　圖2 射頻門禁系統(tǒng)基本工作流程

　　2．2 管理軟件設(shè)計(jì)

　　管理系統(tǒng)的組成框圖如圖3所示．

　　圖3 管理軟件系統(tǒng)框圖

　 　該系統(tǒng)運(yùn)行于Pc機(jī)上。Pc機(jī)上的應(yīng)用程序通過采集串口數(shù)據(jù)，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議進(jìn)行校驗(yàn)．若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則要求“信號(hào)處理模塊”重發(fā)數(shù)據(jù)；若校 驗(yàn)正確，則提取車輛標(biāo)簽信息中的車牌號(hào)，與數(shù)據(jù)庫中的車輛信息進(jìn)行對(duì)比．若提取的車牌號(hào)在數(shù)據(jù)庫中存在，則傳送信息給“控制系統(tǒng)”，由控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)閘門 （門禁）系統(tǒng)的操作，同時(shí)在應(yīng)用程序界面顯示當(dāng)前通行的車輛的基本信息；若提取的車牌號(hào)在數(shù)據(jù)庫中不存在，則向管理人員提示報(bào)警．

　　數(shù) 據(jù)庫是系統(tǒng)的核心部分，主要設(shè)置3種基本表格存放信息．各表及字段定義為：車輛與車主基本信息表：車主名稱、車主身份證、車主單位、車卡ID號(hào)、車牌號(hào) 碼、車型、車品牌、車身顏色等；車輛通行記錄表（時(shí)空信息）：車卡ID號(hào)，通過日期時(shí)間、通行次數(shù)等；系統(tǒng)運(yùn)行情況記錄表：故障編碼、故障時(shí)間．

　　3 系統(tǒng)功能

　　3．1 遠(yuǎn)距離識(shí)別：由于識(shí)別距離可達(dá)10m，且系統(tǒng)的信號(hào)穿透能力強(qiáng)，因而持卡的業(yè)主車輛可以較快的速度進(jìn)出，而駕駛員不必停車、搖下車窗、伸出手臂接近讀卡機(jī)等操作，大大提高通行效率．臨時(shí)車輛進(jìn)出由管理員提供臨時(shí)ID卡．

　　3．2 雙卡確認(rèn)：本系統(tǒng)實(shí)行駕駛員攜帶一張卡，此卡可用于門禁進(jìn)出，車上安裝一張卡，系統(tǒng)同時(shí)識(shí)別到二張卡的信號(hào)才給予放行，達(dá)到雙保險(xiǎn)功能．

　　3．3 系統(tǒng)自動(dòng)記錄通過的時(shí)間地點(diǎn)：持卡人員進(jìn)出時(shí)，計(jì)算機(jī)都會(huì)自動(dòng)記載通行記錄，并且無法刪除記錄，便于對(duì)進(jìn)出小區(qū)的車輛、人員進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)及各種報(bào)表的生成，從而杜絕了失誤、偽造和作弊現(xiàn)象．

　　3．4 臨時(shí)車輛自動(dòng)計(jì)費(fèi)：臨時(shí)車輛讀卡后根據(jù)入場時(shí)間與收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì) 算費(fèi)用，特殊車輛進(jìn)出由管理員提供免費(fèi)停車卡，免費(fèi)停車卡進(jìn)行了特殊設(shè)置，無法假冒．

　 　總之，門禁系統(tǒng)應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)持有效電子標(biāo)簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時(shí)間，提高路口的通行效率；更重要的是可以對(duì)小區(qū)或停車場的車輛出 入進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，準(zhǔn)確驗(yàn)證出人車輛和車主身份，維護(hù)區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。

Atmel智能射頻低成本高性能的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　對(duì)于在不需要許可的 ISM 頻段（2.4GHz、868 - 928MHz、433MHz 以及 315MHz）工作的射頻器件，Atmel 提供業(yè)界頂級(jí)性能。我們的器件支持單向或雙向數(shù)據(jù)通信，以滿足廣泛的專有無線工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用，例如自動(dòng)計(jì)量、報(bào)警系統(tǒng)、家用電器控制、玩具和游戲。

　　我們的智能射頻產(chǎn)品包括具有單發(fā)射器的單向器件、具有雙收發(fā)器的雙向器件和高性能接收器。

　　Atmel 所有射頻元件均設(shè)計(jì)為無縫協(xié)同工作，可以保證無差錯(cuò)設(shè)計(jì)、集成和測試。我們集成了在典型遙控和門禁系統(tǒng)中基站和移動(dòng)臺(tái)所需要的所有部件。

　　關(guān)鍵特性

　　集成設(shè)計(jì) — 憑借在數(shù)字和模擬設(shè)計(jì)方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，我們生產(chǎn)的一系列射頻器件實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最大的鏈路增益和損耗預(yù)算。自動(dòng)傳輸、幀確認(rèn)和硬件安全加速器等系統(tǒng)級(jí)功能卸除了微控制器負(fù)載，減少了功耗和計(jì)算負(fù)擔(dān)。

　　廣泛的數(shù)據(jù)速率和傳輸支持 — 我們的器件在曼徹斯特模式和雙相模式下支持 1 - 20KB/秒 （FSK） 和 1 - 10KB/秒 （ASK） 的數(shù)據(jù)速率，也支持位范圍可編程實(shí)現(xiàn)的透明模式下的其他代碼。

　　廣泛的頻率范圍支持 — 我們的器件還支持所有不需要許可的 ISM 頻段（2.4GHz、868 - 928MHz、433MHz 以及 315MHz）。因此，您可以設(shè)計(jì)出面向更廣泛的專屬無線工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用的產(chǎn)品。

　　高靈敏度 — 低中頻接收器提供了高選擇性、阻斷和低交互調(diào)制，不再需要笨重的阻斷表面聲波（遙控單元中的 SAW 濾波器）。

　　低電流消耗 — 工作、空閑和休眠模式，幫助延長電池壽命。

　　可調(diào)節(jié)的輸出功率 — 收發(fā)器器件支持 0 - 10dBm 的功率輸出，可以通過外部電阻調(diào)整和穩(wěn)定此輸出。

　　相關(guān)器件

　　1.Atmel 接收器集成電路經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，可以滿足低成本、低功耗射頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的要求。它們廣泛適用于汽車、工業(yè)和客戶應(yīng)用，包括配件市場的無鑰匙門禁系統(tǒng)、胎壓監(jiān)控系統(tǒng)、遙測、消費(fèi)/工業(yè)遙控應(yīng)用、家庭娛樂設(shè)備、門禁系統(tǒng)以及安全技術(shù)系統(tǒng)。

　　設(shè)計(jì)人員可以在兩種類型的智能射頻接收器之間進(jìn)行選擇：

　 　Atmel ATA8201 & ATA8202 - 這些 UHF ASK/FSK 透明接收器集成電路采用 5 x 5mm 的 QFN24 封裝，支持 Keeloq? 等流行的加密協(xié)議。高度集成的設(shè)計(jì)不要求射頻元件，接收天線匹配所需的除外。ATA8201 支持 313 - 317MHz 接收范圍，ATA8201 支持 433 - 435MHz 接收范圍。

　　Atmel ATA8203、ATA8204 和 ATA8205 - 這些多芯片鎖相回路 （PLL） 接收器器件采用 SSO20 封裝，在曼徹斯特或雙相位編碼模式下支持 1 - 10 KB/秒的數(shù)據(jù)速率。ATA8205 支持 312.5 - 317.5MHz 接收范圍，ATA8204 支持 431.5 - 436.5MHz 接收范圍，ATA8203 支持 868 - 870MHz 接收范圍。

　　詳細(xì)資料：接收器集成電路Atmel ATA8201 & ATA8202
????????????? 接收器集成電路Atmel ATA8203/ATA8204/ATA8205

　　2.得益于 Atmel 的高度集成，您可以利用快速挑戰(zhàn)-響應(yīng)加密功能設(shè)計(jì)雙向遙控和門禁系統(tǒng)，使用的 PCB 板尺寸和電流消耗與單向遙控系統(tǒng)相同。

　　詳細(xì)資料：收發(fā)器集成電路Atmel ATR2406

　 　3.高度集成的微發(fā)射器將 Atmel 成功的 AVR 微控制器內(nèi)核與穩(wěn)定可靠、經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證的射頻發(fā)射器整合在一起，這些射頻發(fā)射器專為電池供電的應(yīng)用而設(shè)計(jì)（例如遙控器或車庫門開啟裝置）。強(qiáng)大的 AVR 微控制器簡化了硬件和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了約 1 MIPS/MHz 的吞吐量，因此您可以優(yōu)化功耗與處理速度。系統(tǒng)內(nèi)閃存提供了最大的編程靈活性。

　　詳細(xì)資料：發(fā)射器器集成電路Atmel ATA8401
????????????? 發(fā)射器器集成電路Atmel ATA8401?

深度解析高通RF360移動(dòng)射頻前端解決方案

　　智能手機(jī)內(nèi)部的印刷電路板（PCB）區(qū)域已成為移動(dòng)終端第二大最珍貴且競爭最激烈的領(lǐng)域，僅次于無線電頻譜。具有諷刺意味的是，本來為緩解帶寬 稀缺問題而出現(xiàn)的新增無線電頻段的擴(kuò)展，卻恰恰加劇了智能手機(jī)內(nèi)PCB空間的壓力。更多的頻段需要更多獨(dú)立的射頻（RF）前端元件，如功率放大器、多頻帶 開關(guān)、雙工器、濾波器以及匹配元件等。加上對(duì)更大屏幕、四核應(yīng)用處理器、無線連接、電池和附加元件的需求，全部這些都要被封裝在超薄外殼內(nèi)，顯而易見，再 沒有多余的空間來擴(kuò)大射頻前端，何況要滿足單一SKU覆蓋全球LTE漫游所需的兩倍或三倍頻段擴(kuò)展（見圖1）。

　　圖1 典型智能手機(jī)中有限的PCB空間

　 　美國高通技術(shù)公司（QTI）推出的Qualcomm?RF360射頻前端解決方案，旨在解決這一問題以及其它相關(guān)問題。該解決方案有一個(gè)高度集成的射頻 前端，基本整合了調(diào)制解調(diào)器和天線之間的所有基本組件，包括：集成天線開關(guān)的射頻功率放大器、無線電收發(fā)器、天線匹配調(diào)諧器和包絡(luò)功率追蹤器。這是一個(gè) “360度全方位”方案，能夠簡化和解決蜂窩射頻前端面臨的眾多復(fù)雜挑戰(zhàn)。首先，該方法能夠通過改進(jìn)性能和尺寸來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品頻帶擴(kuò)展和延伸，從而使產(chǎn)品具備 最強(qiáng)的吸引力，并縮減單一SKU設(shè)計(jì)尺寸來實(shí)現(xiàn)顯著生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢的最大化。該前端解決方案于今年2月發(fā)布，OEM廠商采用該方案的產(chǎn)品預(yù)計(jì)將在2013年 晚些時(shí)候推出。該前端從設(shè)計(jì)之初就是一個(gè)完整的系統(tǒng)級(jí)解決方案，可以與終端的調(diào)制解調(diào)器、收發(fā)器以及傳感器交互工作，實(shí)現(xiàn)全新的獨(dú)特性能提升。

　　設(shè)計(jì)方法

　　在廣泛的技術(shù)層面，在2G和3G網(wǎng)絡(luò)在全球的的覆蓋范圍不斷擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，前端設(shè)計(jì)主要用于解決伴隨4G LTE（FDD和TDD）擴(kuò)展帶來的射頻頻段不統(tǒng)一問題，以及在不增加空間需求或影響性能的前提下滿足在單一終端或盡量少的SKU上支持所有相關(guān)頻段的需求。

　 　在經(jīng)濟(jì)層面，該前端設(shè)計(jì)旨在幫助蜂窩終端制造商擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，并顯著降低成本。相比之前OEM廠商需要多達(dá)10個(gè)不同的設(shè)計(jì)才能滿足全球所需LTE頻段 組合的需求，現(xiàn)在3個(gè)或甚至更少的設(shè)計(jì)就可以實(shí)現(xiàn)，而且無需改變電路板布局或增加電路板空間就可以處理這些設(shè)計(jì)的差異。

　　射頻頻段擴(kuò)展，而不增加PCB空間

　 　當(dāng)今射頻面臨的核心挑戰(zhàn)是解決服務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)容量爆炸式增長所需的更多蜂窩頻段——目前全球頻段總數(shù)已達(dá)到40個(gè)。另外，OEM廠商需要同時(shí)推出多部手 持終端以實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品投資的最大化回報(bào)，這進(jìn)一步加劇了挑戰(zhàn)的復(fù)雜性。移動(dòng)終端制造商不得不為每款終端推出多個(gè)版本，每個(gè)版本產(chǎn)量有限，使用的傳統(tǒng)射頻解決 方案只能處理個(gè)別頻段，或者在單一終端中集成多個(gè)芯片組，以實(shí)現(xiàn)更大的覆蓋范圍。

　　美國高通公司的解決方案通過單一電路板級(jí)SKU 解決了射頻頻帶擴(kuò)展的挑戰(zhàn)。該SKU模塊支持各種模式和頻段（從GSM之后的所有主要蜂窩制式和目前3GPP協(xié)議中包括的全部頻段）的組合，支持全球漫 游，特別是4G LTE。在沒有單一射頻解決方案可以處理全球所有頻段的情況下，不采用強(qiáng)制方法組合大量離散零件怎么可能實(shí)現(xiàn)呢？這需要整合關(guān)鍵技術(shù)，將所有的關(guān)鍵技術(shù)都 集成到美國高通公司的解決方案內(nèi)，將其優(yōu)化成為一個(gè)端對(duì)端系統(tǒng)。

　　包絡(luò)功率追蹤器

　　 第一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是包絡(luò)功率追蹤器（ET），它根據(jù)信號(hào)的瞬態(tài)需求來調(diào)整功率放大器（PA）電源，。該技術(shù)是傳統(tǒng)平均功率追蹤器（APT）的升級(jí)，APT根 據(jù)功率水平分組而不是瞬時(shí)信號(hào)需求來調(diào)整功率放大器的供電量。使用APT技術(shù)時(shí)，未使用的電量不僅浪費(fèi)電池電力，而且還會(huì)產(chǎn)生余熱，這增加了對(duì)散熱空間的 需求（見圖2a）。而借助包絡(luò)追蹤器，電量的提供取決于被傳輸信號(hào)內(nèi)容的瞬時(shí)需要（見圖2b）。

　　圖2 采用平均功率追蹤器（a）的功率損失與采用功率包絡(luò)追蹤器（b）的功率節(jié)省量對(duì)比

　 　包絡(luò)功率追蹤器與終端調(diào)制解調(diào)器交互工作，調(diào)整傳輸功率以滿足被傳輸內(nèi)容的瞬時(shí)需求，而不是在恒定功率下的長時(shí)間間隔后調(diào)整。這是業(yè)內(nèi)首個(gè)用于 3G/4G LTE移動(dòng)終端的調(diào)制解調(diào)器輔助包絡(luò)追蹤器，它將功耗降低最高達(dá)20％，發(fā)熱降低近30％（基于QTI的測試和分析）。這延長了電池續(xù)航時(shí)間，降低了智能 手機(jī)超薄機(jī)身內(nèi)部的發(fā)熱。

　　包絡(luò)追蹤器與調(diào)制解調(diào)器一起運(yùn)行，檢測瞬時(shí)功率需求，并管理功率放大器。借助基于CMOS的功率放大器，集成水平可以大幅提高，進(jìn)而衍生出完全集成的射頻前端系統(tǒng)級(jí)芯片這一想法。系統(tǒng)級(jí)芯片是指先進(jìn)的3D封裝技術(shù)，現(xiàn)在已可用于射頻前端。

　　RF POP

　 　美國高通公司前端解決方案的第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是業(yè)內(nèi)首次使用的3D 射頻封裝或RF POPTM解決方案，采用先進(jìn)的3D封裝技術(shù)，單一封裝內(nèi)集成了單芯片多模功率放大器和天線開關(guān)（AS），并將濾波器和雙工器集成到一個(gè)單一基底中，然后 將基底置于基礎(chǔ)組件之上，整合成一個(gè)單一的“3D”芯片組組合，從而降低了整體的復(fù)雜性，摒棄了當(dāng)今射頻前端模塊中常見的引線接合。集成功率放大器和天線 開關(guān)的封裝作為基底層，管腳對(duì)所有頻段配置都一致，包含濾波器和雙工器的封裝針對(duì)全球和/或多地區(qū)頻段組合進(jìn)行配置，置于PA/AS基底之上，就像在一個(gè) 通用基底上定制的“頂”。這一組合厚一毫米，在電路板上所占的面積只有美國高通公司前代射頻前端解決方案的一半。重要的是，針對(duì)不同地區(qū)的定制終端無需更 改電路板布局，因?yàn)榛A(chǔ)PA/ AS層可以保持不變（見圖3）。

　　圖3 射頻POP 3D設(shè)計(jì)CMOS前端

　 　這種設(shè)計(jì)基于可支持700MHz到2.7GHz的全球LTE頻段以及傳統(tǒng)2G/3G頻段的架構(gòu)，降低了“頂”部簡化版本所需的本地RF頻段定制。借助 RF POP方案，兩三個(gè)PCB設(shè)計(jì)現(xiàn)在就可以實(shí)現(xiàn)此前的數(shù)十個(gè)或更多設(shè)計(jì)才能達(dá)到的全球支持，因?yàn)槎囝l段配置可以使用相同的電路板布局。這為推動(dòng)LTE生產(chǎn)規(guī) 模效益創(chuàng)造了可能性，效果正如四頻之于GSM以及五頻之于3G 。

　　相比之下，基于PCB模塊的傳統(tǒng)解決方案混合搭配不同技術(shù)，如基于 GaAs和基于CMOS的組件，成為單一終端運(yùn)行環(huán)境下的最佳解決方案。要適應(yīng)更廣泛的環(huán)境則更為復(fù)雜，在某些情況下還會(huì)導(dǎo)致單一終端內(nèi)存在多個(gè)并行解決 方案。取決于設(shè)計(jì)的頻段組合，這些并行解決方案需要多個(gè)功率放大器、更多的獨(dú)立芯片以及相關(guān)的引線結(jié)合，這會(huì)帶來輻射干擾，增加了阻抗匹配需求，因而阻礙 了技術(shù)集成。如果需要更多頻段，必須改變電路板（其中包括尺寸增加的可能性），并減少每一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)的數(shù)量（見圖4）。

　　圖4 并行的傳統(tǒng)射頻前端獨(dú)立設(shè)計(jì)

　　結(jié)論

　　美國高通公司的前端解決方案是一個(gè)創(chuàng)新集合體：首款采用集成天線開關(guān)的完全集成式單芯片多模、多頻段CMOS的功率放大器首個(gè)堆棧式RF POP解決方案（3D封裝），縮小了射頻前端的空間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了通用電路板布局，并簡化RF頻段定制或擴(kuò)展首個(gè)支持LTE的CMOS功率放大器首個(gè)采用包 絡(luò)追蹤的CMOS功率放大器首個(gè)動(dòng)態(tài)重構(gòu)LTE多模天線調(diào)諧器總體來說，它是第一款包括調(diào)制解調(diào)器和天線之間一切元件的、完全集成并基于CMOS的射頻前 端該解決方案重點(diǎn)解決全球LTE頻帶擴(kuò)展對(duì)移動(dòng)終端的經(jīng)濟(jì)規(guī)模生產(chǎn)，以及極其有限的PCB空間所帶來的直接挑戰(zhàn)。RF POP方案實(shí)現(xiàn)了一個(gè)通用全球電路板級(jí)設(shè)計(jì)，它具有簡化的射頻頻帶擴(kuò)展或定制，可以幫助恢復(fù)終端的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模。更小的射頻前端空間、散熱空間需求和尺 寸，以及更長的電池壽命，成就了外形超薄、功能強(qiáng)大且高效的終端設(shè)計(jì)。此外，該解決方案現(xiàn)已開始出樣，旨在滿足實(shí)現(xiàn)LTE規(guī)模經(jīng)濟(jì)和全球漫游的緊迫挑戰(zhàn)。

　　文章詳情：深度解析高通RF360移動(dòng)射頻前端解決方案

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