降低CDMA/WCDMA蜂窝电话的射频功耗

2008-08-19 10:49:29 作者：未知来源：手机设计

关键字：CDMA/WCDMA蜂窝电话射频功耗

　　摘要：通过控制CDMA/WCDMA蜂窝电话射频(RF)功率放大器(PA)的电源电压，可以提高PA效率、减少发热，有效延长手机的通话/数据交换时间。

　　为了满足IS95/3GPP扩频标准中规定的严格的线性和邻信道功率抑制比(ACPR)指标，CDMA/WCDMA无线手机需要采用高线性度的A类或AB类RF功率放大器。在最大输出功率Po = 28dBm下，这类PA的功效(PAE)只有35%，输出功率较低时功效更低。

　　语音模式下，PA并非工作在连续模式。用户没有通话时，手机工作时间为50%或1/8，所以，在语音模式下无需考虑手机发热问题。然而，在数据模式下，PA在数据传输结束之前始终保持连续工作状态，较低的PA效率和连续的PA工作状态会大量消耗电池能量，另外，所产生的内部功耗也会导致手机过热。

　　对于早期的WCDMA手机，为了支持高速数据传输服务，功率耗散成为一个关键问题，设计人员不得不使用较大面积改善散热条件，增强空气流通以便冷却设备，另外还要选用更大容量(尺寸更大)的电池。如果不克服上述问题，现在的手机可能依然停留在“笨重”的水平。值得庆幸的事，近几年由于CDMA/WCDMA蜂窝电话PA功效的提高，上述问题得到了较大改进。

如何降低PA功耗?

　　在CDMA/WCDMA系统中，PA的RF输出功率并非始终保持在最大值，为了优化蜂窝容量(基站能够同时处理的传输量)，每部手机需要控制其RF输出功率，以便基站对于每部手机保持相同的有效接收信噪比。从大多数手机在给定区域平均输出功率的概率分布看，CDMA/WCDMA手机在郊区的平均输出功率为+10dBm，在市内的平均输出功率为+5dBm。因此，改善PA效率的目标应该定位于+5dBm至+10dBm，而不是最大输出功率。

　　如图1所示，CDMA/WCDMA功率放大器需要两路电源电压，VREF为内部驱动器和功放级提供偏置，VCC为驱动器和功率放大器的集电极提供偏置。通过调节这两个电压可以降低PA的电源电流。