4G手机射频架构详解!告诉你“国产4G”和“进口4G”有什么区别?

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前几天我们谈到了3G手机的射频架构,今天讲讲更复杂的4G手机射频架构


典型4G手机射频架构

4G手机射频架构详解!告诉你“国产4G”和“进口4G”有什么区别?

中国移动三模8频手机射频架构

这张图是纯国产的系统和网络:联芯1860C处理器平台,搭配2G GSM,3G TD-SCDMA,4G TD-LTE。没有WCDMA、FDD-LTE频段。

(打码的部分,都是供电控制等外围部分,这里不需要关心。)

这一套是中国移动最基本的3模8频的网络,其中包含:GSM 900(B8)、1800(B3);TD-SCDMA Band34、Band39;TD-LTE Band 38.39.40.41.

(只支持中移动,不支持电信和联通)

TX=发射;RX=接收

TRX:这根通路上既有发射信号也有接收信号。

SRX:分集接收(在高通和MTK上都叫做DRX)

SAW:SAW filter,滤波器。

SPDT:单刀双掷开关,一条输入路径,可以切换到2根输出路径上。

之所以使用单刀双掷开关,而不是双工器来隔离TX和RX,是因为TDD的3G和4G,都是“时分双工”。发射和接收都是同一频率,一会儿发射,一会儿接收。

就像人说话,先说一个字,再听一个字,再说一个字,再听一个字,如此循环,听和说就算是同时进行的了。

实际上3G时代,TD-SCDMA的性能比较弱,比不上同时期的WCDMA。

强推移动上TD,纯属战略部署。中国在4G中的TD-LTE能占据更大的份额,在5G中几乎占到主导地位,都是从3G时代强推TD这个国产制式积累下来的成果。

中移动后来孤注一掷上4G,主要就是因为TD-S这个3G性能不行,不上4G就翘了。2013年之前,联通靠3G吸纳了大量的客户,移动3G速度很慢,经历过的人都会历历在目。

而如今,国产4G已经和进口4G制式旗鼓相当了,所以移动继续坐着“老大哥”的地位。

4G比3G多了一根天线

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高通骁龙2100平台分集接收部分原理图

对比之前的文章,可以看出来4G和3G架构最大的区别是,多了一根天线:分集接收天线。

联芯的架构中叫S-Ant,Slave Antenna,但是标准叫法是“分集天线”,Diversity Antenna。

4G虽然速度快,但是发射功率、接收灵敏度都比2G要差不少。分集接收天线能够增强接收性能,以及提升下载网速。

如果信号好,主天线和分集天线分别接收不同的内容,网速就加倍了。

如果信号不好,主天线和分集天线接收相同的内容,信号灵敏度就加倍了。(理论提升3dB)

4G发射和接收通路

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TD部分频段发射和接收流程图

2G的发射接收流程,和上一篇文章写的几乎一致,差别主要在3G和4G上。

总的来讲,发射都需要有功放(PA),接收都需要有滤波器(SAW)

不同频段之间,通过开关来切换。

同一频段的发射和接收:TDD的用开关来切换,通过不同时间来隔离发射和接收,FDD的用SAW双工器,通过不同频率来隔离发射和接收。

(为什么要把发射和接收隔离开?因为只有一根天线)


燚智能周教授,智能硬件开发实战派!

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