全雙工蜂巢式手機適用的GPS LNA

近來手機射頻前端發展的趨勢包含了GPS的功能，這個趨勢的推動大部分是FCC針對美國市場對E911服務的需求。另一方面是GPS定位的能力，使手機能輕易的做定位及導航的功能。FCC強制要求系統服務業者必須提供精確度在50～150 公尺的定位能力。較舊款的手機則可以使用一種以數個網路為基礎的技術：監視時間差量測法（OTD）或順向鏈路三角形法（FLT）。這兩種方法手機都必須對附近三個基地台做量測， 同時必須具備特殊的軔體及/或軟體。

擁有內建GPS接收器的新款CDMA手機，能使用一種技術稱為輔助GPS（Assisted GPS；A-GPS）。系統服務業者通知手機它們觀察到那些GPS衛星，隨後手機內的GPS接收器則做定位的計算。困難點是CDMA當手機操作在全雙工模式，此時由功率放大器發射所產生的頻帶外訊號及雜訊將會落入GPS訊號中。而另一種處理這種問題的方法是當手機做GPS計算時將發射端關掉。更先進的CDMA手機設計則允許接收GPS訊號時連續或同時能保持聲音或資料的鏈結。(圖一)為擁有GPS功能的手機在非同時操作下的情形。在這種條件下，當手機做GPS特性計算時，手機必須中斷鏈結，因為基頻在同一時間只允許一組I/Q頻道使用。多樣化的分隔架構可以用在CDMA標準中。如(圖二) 所示，採用兩組接收器可讓手機在計算GPS的同時而 不讓鏈結中斷。

《圖一　CDMA 手機前端使用兩組天線以便同時使用GPS 功能》

如先前所提到，這種架構的困難點在於逆向鏈路所發射的訊號將會灌入GPS的低雜訊放大器（LNA） 中。最差的情況是當手機正好在PCS頻帶上（1850-1990 MHz） 使用。在手機必須同時使用GPS的鏈結編排時，必須將內部發射器造成的靈敏度衰減也計算在內。由發射器產生而落入GPS頻段的雜訊必須在使用雙工器（duplexer）及雙通道器（Diplexer）的組合後被抑制掉。發射訊號的大小有時可以高達+24dBm，同時必須被GPS預選濾波器（pre-select filter）抑制掉。設計人員會面臨兩個問題；第一，TX信號會進入GPS路徑，而TX雜訊會耦合到GPS頻率，導致雜訊底線（noise floor）提高；第二，將PCS RF能量透過零中頻（zero IF）轉換路徑直接轉換為GPS中的基頻信號，造成IM2的現象。
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