基带处理器和射频前端的体系结构

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(iPhone 4S)
(智能机时代基带和射频结构)
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* 数字基带部分,使用一片高通 MDM6610
 
* 数字基带部分,使用一片高通 MDM6610
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* 射频功率管理,Qualcomm PM8028
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* WCDMA 射频功放,Skyworks 77464-20
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* 射频功放,Avago ACPM-7181
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* SAW (Surface Acoustic Wave) Filter,SAW滤波器,TriQuint TQM9M9030
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* TriQuint TQM666052, PA-Duplexer Module
  
  
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Apple 设备内部芯片参考:http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_iOS_devices
 
Apple 设备内部芯片参考:http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_iOS_devices
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=== iPhone 5S ===
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* 射频前端 + 模拟基带,一片高通(Qualcomm) WTR1605L
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* 数字基带部分,使用一片高通 Qualcomm MDM9615M
  
 
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2013年12月22日 (日) 12:14的版本

目录

1 概述

基带(Baseband) 信号就是低频的基础信号(有效信息),比如一段300-3000Hz的人声通过话筒转化为一段模拟的电信号就是一段基带信号

GSM的基带信号频率为 67.708KHz,所载数据速率为270.833Kbit/ (67.708K x 4)

GSM最后准备传输的基带信号是模拟信号,频率 67.708KHz,直接发射传输的话,天线会很长(约为1.1千米)。因此需要借助于高频载波(数百MHz),载着(FM调制方式,同调频广播)基带信号发射传输,这样天线可以做到极小



2 经典GSM手机基带和射频结构

先看看早期经典GSM手机 Motorola C123/C118 基带和射频部分:


C118.baseband.block.diagram.png


  • GSM RF: TRF6151C --- GSM射频前端,又叫 RF Tranceiver
  • ABB: Ti TWL3025BZGR --- 模拟基带芯片,Analog Baseband Chip
  • DBP: Ti Calypso Baseband, D751749ZHH model (Calypso Lite G2), includes 256kBytes of internal SRAM --- 数字基带处理器,Digital Baseband Processor


此外还有一片射频功放: SKY77324-12 --- 在手机发射信号时,用于增加射频的功率,从而使通信距离更远、信号更好。


空中GSM射频信号被天线(Antenna)捕捉到,送到射频前端(GSM RF),其先将信号解调为模拟的基带I/Q信号,模拟基带I/Q信号接着被送到ABB进行AD转换,转化成数字基带I/Q信号,然后被送到数字基带处理器(Digital Baseband Processor)的串口(Baseband Serial Port)上。


上图的DBP指的是TI的GSM基带处理芯片Calypso 2,射频前端是TI TRF6151C;ABB(Analog Baseband Chip)是TI TWL3025。当然现在的集成度更高,比如Infineon PMB6272 则把 ABB 和 射频前端都做到一块芯片内,Qualcomm 的 QSC6270 则把数字基带,模拟基带和射频前端都集成到一个芯片内了!


C123/C118 的主板结构,参考: http://bb.osmocom.org/trac/wiki/MotorolaC123


2.1 DBP

C118-DBP-bloack-dia.png


数字基带信号,经数字基带处理器 (DBP)内的 DSP Core 处理、GMSK解调后,直接输出 MAC block 到 ARM Core,运行于 ARM 内部的 Layer 1 程序,开始对MAC Block 进行协议解析,最终将有效数据输出到串口,供上层软件处理。



2.2 射频部分

GSM的射频部分略复杂。

移动台(手机)典型的接受过程为:

天线接收—— 天线匹配电路 —— 双工器 —— 滤波(声表面滤波器,SAW Filter)——放大(低噪声放大器,LNA)—— RX_VCO混频(混频器Mixer)—— 放大
(可编程增益放大器PGA)—— 滤波 —— IQ解调(IQ调制器)——(进入基带部分)


典型的发射过程为:

(来自基带的GMSK调制信号)—— IQ调制(IQ调制器)—— 滤波 —— 鉴相鉴频(鉴相鉴频器)—— 滤波 —— TX_VCO混频(混频器Mixer)—— 功率放大(PA
—— 双工器 —— 天线匹配电路 —— 天线发射



3 智能机时代基带和射频结构

特点是高度集成化

3.1 T959/I9000

早期的代表机器 SAMSUNG T959/I9000 基带和射频结构:

  • 2G/3G射频前端 + 模拟基带处理,用的是一片 Intel/Infineon 的 5703
  • 数字基带部分,用的 Intel/Infineon 的 8824 (PMB9801, X-GOLD 616),DSP + ARM 核心,ARM Core 上跑一个实时OS,内有大量 2G/3G 的协议处理进程
  • Intel/Infineon 5703 和 Intel/Infineon 8824 间的接口,使用标准的 3G DigRF V3.09。3G DigRF 最新的标准已经到 V4,用于支持4G下的高带宽、高I/Q速率的需求



3.2 2012新机Note2

2012年底发布的机器 SAMSUNG Note II N7102,该机器是双卡双待机器,因此其有两套射频和基带处理路径:


路径一:

  • 高通 (Qualcommm) 一片解决方案 ESC6270,单片内部集成射频前端、模拟基带处理、数字基带处理器。该高度集成芯片用于取代高通原 MSM6255A/MSM6260(BaseBand) + RTR6285(RF) + PM6658(Power Management) 的三片方案


路径二:

  • 2G/3G射频前端 + 模拟基带处理,用的一片 Intel/Infineon 5712 (SMARTi-UE2)
  • 数字基带部分,用的一片 Intel/Infineon X-GOLD 626



3.3 iPhone 4S

  • 射频前端 + 模拟基带,一片高通(Qualcomm) RTR8605
  • 数字基带部分,使用一片高通 MDM6610


  • 射频功率管理,Qualcomm PM8028
  • WCDMA 射频功放,Skyworks 77464-20
  • 射频功放,Avago ACPM-7181
  • SAW (Surface Acoustic Wave) Filter,SAW滤波器,TriQuint TQM9M9030
  • TriQuint TQM666052, PA-Duplexer Module


参考 iPhone 4s 拆解:http://www.ifixit.com/Teardown/iPhone+4S+Teardown/6610

Apple 设备内部芯片参考:http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_iOS_devices



3.4 iPhone 5S

  • 射频前端 + 模拟基带,一片高通(Qualcomm) WTR1605L
  • 数字基带部分,使用一片高通 Qualcomm MDM9615M



4 参考资料

































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