Philip GDA, Director Comercial
División Semiconductores
Inalámbricos AvagoTechnologies, Inc.


A fines del siglo veinte fueron desplegadas globalmente redes 2G (segunda generación) y 2.5G, con la mayoría de usuarios de aparatos manuales comunicándose en el dominio del tiempo, dado que
D-AMPS (Digital-Advanced Mobile Phone Service, también conocido como acceso múltiple por división de tiempo/IS-136), D-AMPS 1900 (1900 MHz D-AMPS), GSM (Global System for Mobile Communications) e iDEN (Integrated Digital Enhanced Network) son todos estándares multiplexados por división en tiempo (TDD).
Más de mil millones de personas, casi una de cada seis de la población mundial, usan actualmente teléfonos móviles GSM. Esto deja los mercados del CDMA (Code Division Multiple Access) en Asia y América como únicas áreas en donde los teléfonos usan componentes de multiplexación por división de frecuencia. La diferencia fundamental en los estándares ha llevado a diferentes arquitecturas “front-end” en cada uno de los dos grupos, lo que excluye la reutilización de tecnología entre los tipos de aparatos manuales.
Con la llegada de W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), el futuro se está desplazando hacia el dominio de la frecuencia, dado que las redes serán finalmente dominadas por infraestructuras que utilicen ya sea protocolos UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) o CDMA-2000.
Para la mayoría de proveedores de redes W-CDMA, no trae consigo solamente la expectativa de nuevos beneficios, sino también menores costes de operación. Después de que fuese disminuyendo el entusiasmo de las subastas de espectro, diversas compañías de telecomunicaciones en todo el mundo han estado expandiendo sus redes 3G de acuerdo con las condiciones de ampliación de sus licencias.

Áreas urbanas y rurales
En Europa y en Estados Unidos, las compañías GSM muy probablemente implantarán redes de W-CDMA en las áreas urbanas y usarán EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) a lo largo de carreteras de comunicación y áreas rurales donde la densidad de uso es menor. Con la mayoría de los sistemas 2.5G del mundo dependiendo de GSM, la transición a W-CDMA implicará la necesidad de aparatos manuales combinados GSM/W-CMDA durante muchos años.
Licenciatarios con espectro 2G/2.5G compraron la mayoría de licencias 3G surgiendo sólo unas pocas compañías nuevas de telecomunicaciones dedicadas a ello. Esto fue un reto para los fabricantes de aparatos manuales: cómo comprimir dos radios en el mismo o incluso más pequeño factor de forma de aparato manual. Incluso las compañías de telecomunicaciones CDMA no son inmunes a la necesidad de complejas arquitecturas de aparatos manuales dado que sus consumidores exigen la capacidad de “roaming” global a sus aparatos manuales de calidades “mid” y “high-end”. De esta manera, y en cierta forma independientemente de la compañía de telecomunicaciones, nos encontramos con requerimientos similares para el “roaming” global a través de protocolos múltiples que van desde GSM a CDMA y UMTS.

Adjudicaciones de frecuencias
Afortunadamente las adjudicaciones globales de frecuencias para W-CDMA permiten impulsar el filtrado como tecnología de validación en el “front-end” de un aparato manual, frente a la conmutación que ha sido la tecnología de origen de GSM. Ello se debe al hecho de que existe una superposición de frecuencias entre adjudicaciones GSM y W-CDMA en Estados Unidos y en América del Sur y las adjudicaciones CDMA y W-CDMA en Asia. Esta superposición permitirá a los diseñadores de aparatos manuales usar “front-ends” de filtrado bidireccionales para separar las señales de frecuencias específicas en estas tres áreas. De forma similar, un componente bidireccional puede cubrir GSM o W-CDMA-1800 para bandas DSC mundiales y servir también a adjudicaciones CDMA y W-CDMA en Corea y Japón.
Los diseñadores también pueden usar los filtros para CDMA y W-CDMA americanos para manejar las bandas GSM americanas de 850 MHz y 1900 MHz, a fin de reutilizar eficientemente los componentes para ahorrar espacio y disminuir costes. Ello trae aparejada la posibilidad de usar circuitos dobles de 850 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz y 2100 MHz para CDMA, W-CDMA, KPCS (PCS coreano), DCS-1800 (Digital Cellular System) y GSM americano. La única banda que todavía exige conmutación transmisión / recepción es la banda GSM 900 mundial.
Un factor que hace problemático un eficiente “front-end” basado en un filtro son los conflictos entre transmisión EGSM y recepción celular (880 MHz-894 MHz), recepción DCS y transmisión PCS (1850 MHz-1880 MHz) y recepción PCS y transmisión UMTS (1930 MHz-1980 MHz). Lo que significa que un “aparato manual mundial” deberá incluir conmutaciones de banda. Afortunadamente una conmutación de banda no exige el rápido ciclado que es necesario en conmutadores transmisión / recepción y tecnologías tales como MEMS (Microelectromechanical systems), que poseen un gran potencial para suministrar la solución con una baja pérdida de inserción y con bajos costes de conmutación de banda.
Por lo tanto, el reto es la construcción de “front-ends” basados en filtros con valores de factor de calidad (Q) suficientemente altos para suministrar alta reflexión y por lo tanto carga pequeña estando en paralelo. Pero está disponible una tecnología de filtros de la arquitectura CDMA, que puede resolver este problema y que puede ser producida en grandes cantidades y a bajo coste.
Filtros resonadores FBAR combinan la prestación requerida con coste razonable, resultante de la fabricación de chips a gran escala, para permitir una nueva forma de integración que facilitará esta convergencia de 2.5G y 3G.

Simplificación del modelo europeo
Estemódulo de filtrado combinará diferentes filtros que permiten coexistir en un solo diseño de aparato manual y sin necesidad de complejos esquemas de conmutación, la operación de GSM americano, CDMA de dos bandas, UMTS 2100 y GPS (global positioning system) continuo. El módulo también simplificará el diseño europeo EDGE permitiendo el uso de un conmutador de dos saltos transmisión / recepción con menor pérdida de inserción inherente. El filtrado puede ser formado dentro de multiplexores en donde el PA sólo tiene que superar la pérdida de un filtro individual delante de la antena y con la máxima reutilización de componentes.
Estamos asistiendo al lanzamiento de muchos aparatos manuales multi-protocolo y los primeros aumentos reales de abonados 3G fuera del Japón. La tecnología de filtros está lista para ayudar a los diseñadores de componentes y de aparatos manuales a construir arquitecturas RF más sencillas que permitirán teléfonos pequeños con muchas propiedades y largo tiempo de conversación.