通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)在第三代(3G)移動通信系統(tǒng)發(fā)展中，被認(rèn)為是可能取代既有全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的新興技術(shù)之一，UMTS已成為具備涵蓋歐洲、亞洲、北美及日本等地不同頻段的全球標(biāo)準(zhǔn)。

為充分利用這項科技，以達(dá)到全球漫游、更多功能、提供更快的信息傳輸率，UMTS移動電話的設(shè)計人員日漸需要多頻段的支持，同時也積極尋求更精巧平價的組件，這對所有通信半導(dǎo)體供貨商而言是莫大的挑戰(zhàn)。

UMTS系統(tǒng)在各國各地區(qū)所使用的頻段不盡相同，為使手機(jī)使用范圍更加廣泛，因此新一代RF收發(fā)器應(yīng)運(yùn)而生。采用CMOS制程、涵蓋多頻段的RF系統(tǒng)單芯片，除可使手機(jī)設(shè)計更為彈性外，還可讓工程師易于在原有的架構(gòu)上，設(shè)計全新的UMTS手機(jī)。

為迎接這項挑戰(zhàn)，芯片設(shè)計人員在設(shè)計新一代無線射頻(RF)收發(fā)器時，以體積小、低功耗、支持多頻段這三項功能為主要考慮，要解決這些問題，須將多頻功能整合在單一芯片上，包括一個可適性接收基帶濾波器，完全整合的非整數(shù)鎖相回路(包括傳送與接收)，以及復(fù)合式、靈活的程控操作接口，此外，芯片的制程也必須符合手機(jī)極小巧精密的需求。

理想的解決方案是單芯片、低功耗的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)射頻收發(fā)器，可以支持目前寬帶分碼多重接取(WCDMA)、UMTS全球無線電頻分雙工(UTRA FDD)系統(tǒng)指定的所有UMTS頻段，UMTS話機(jī)只要插入這種芯片，便可在歐洲、亞洲、北美及日本使用，確保這些手機(jī)可無阻地使用于最廣泛區(qū)域，并使服務(wù)無遠(yuǎn)弗屆。

UMTS涵蓋不同頻段

UMTS的目標(biāo)是成為全球標(biāo)準(zhǔn)，其涵蓋多個不同頻段，因此難以預(yù)測接下來的幾年，到底哪個支持的頻段才是市場所需，表1顯示不同的UMTS頻段及廣為使用的區(qū)域，目前手機(jī)設(shè)計人員最常要求的UMTS頻段組合是頻段一、二和五，可允許國際漫游，然而，為順應(yīng)市場需求、移動通信業(yè)者與終端用戶的期待及偏好，這些組合可能隨之改變。

若半導(dǎo)體供貨商能掌握高度易變的因素，包括長期需求、多頻支持、提供最佳設(shè)計彈性等關(guān)鍵，即可成功打入市場。而可支持目前國際電信聯(lián)盟(ITU)指定的大部分UMTS頻段，同時能解決北美1,900MHz范圍的頻段，已被ITU分配給2G移動網(wǎng)絡(luò)及衛(wèi)星通信使用的特殊狀況之單芯片多頻收發(fā)器，有助于縮減設(shè)計時間及資源，允許話機(jī)制造商推出全球通用的單一設(shè)備。

以英飛凌(Infineon)的SMARTi 3G單芯片為例，可以單芯片收發(fā)器IC支持目前規(guī)定的所有UMTS頻段，提供多達(dá)三個頻段的靈活運(yùn)用，這款收發(fā)器的設(shè)計包括Zero-中頻(IF)接收(RX)路徑、直接轉(zhuǎn)換傳送(TX)路徑及非整數(shù)頻率合成器，還包含可在混合式濾波器模式下啟動的級間陷波濾波器(Notch Filter)，以適用于北美頻段配置，同時允許由軟件激活額外的陷波濾波器，以符合UMTS對頻段二及三的特定需求。

接收器一般采非常線形的設(shè)計，可程控增益控制(RX PGC)也非常線性，因此在手機(jī)生產(chǎn)過程中，只需極少數(shù)的校準(zhǔn)點，此可直接反映為客戶節(jié)省的時間及成本，圖1說明接收器的兩大特色，并顯示在不同輸入功率下，在UMTS頻段一運(yùn)作的復(fù)合誤差矢量振幅(EVM)及信噪比(SNR)。

圖1　UMTS頻段時，接收器功能曲線圖。

傳輸路徑包括一個三級巴特沃斯(Butterworth)型基帶主動濾波器、直接升壓器、VGA平臺及高功率輸出驅(qū)動平臺。適量加偏壓于VGA平臺以保證在全輸出功率幅度下，達(dá)到最小的電流消耗，每一個直接轉(zhuǎn)換傳輸路徑均包含一個完全差動的可程控輸入緩沖器，以處理不同基帶輸入信號。附加的三級Butterworth型基帶濾波器會移除無用的信號內(nèi)容，如基帶數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)夾帶的遠(yuǎn)程噪聲或雜散發(fā)射(Spurious Emission)，同時避免需要的信號失真。