網迅新聞

北京網迅科技有限公司

高端芯片設計

高通發(fā)布首個5G射頻模組,沒(méi)它哪有5G手機

返回列表

高通于7月23日宣布推出全球首款面(miàn)向(xiàng)智能(néng)手機和其他移動終端的全集成(chéng)5G新空口(5G NR)毫米波及6GHz以下射頻模組,他們分别爲QTM052毫米波天線模組和QPM 56xx 6Hz以下射頻模組。

高通表示,兩(liǎng)款模組配合骁龍X50 5G調制解調器,這(zhè)一解決方案正使移動5G網絡和終端——尤其是智能(néng)手機準備就緒,爲實現大規模商用提供支持。

換句話說,這(zhè)一套解決方案是5G手機正式問世的必要條件,目前很多手機廠商都(dōu)已經(jīng)表示會(huì)在明年推出5G智能(néng)手機。但普通消費者可能(néng)會(huì)覺得,印象中5G還(hái)是很遙遠的事(shì)兒,怎麼(me)說來就要來了呢?

▲QTM052毫米波天線模組和骁龍X50調制解調器

這(zhè)次高通推出的5G射頻模組可謂關鍵成(chéng)果,如果大家了解高通以及整個行業在5G方面(miàn)的布局進(jìn)展,就會(huì)了解5G正在按部就班地向(xiàng)前推進(jìn)。那麼(me)這(zhè)次的成(chéng)果又有什麼(me)具體意義呢?容IT之家和大家慢慢道(dào)來。

毫米波,5G的速率保障

高通本次發(fā)布的是包含5G NR毫米波和6GHz以下的射頻模組。我們知道(dào)無線通信需要在某一具體頻段上傳輸信息,5G的三大業務場景(增強型移動寬帶、關鍵業務控制和海量物聯網)覆蓋的範圍更廣,需要更寬更高的頻譜,也就是更快的傳輸速率。而在通信行業,目前主流的提升速率的方法是增加頻譜的帶寬,但是目前常用的6GHz以下的頻段已經(jīng)基本被(bèi)占用了,因此人們想到了毫米波技術。

毫米波的波長(cháng)在1-10mm,而頻率約爲30GHz-300GHz,其中比較主流的頻段是28GHz或更高頻段,它對(duì)應的頻譜帶寬也是1GHz起(qǐ),而4G-LTE可用的頻譜帶寬隻有100MHz,帶寬相當于4G的10倍,自然能(néng)夠大大提高傳輸速率。另一方面(miàn),5G將(jiāng)提供更高級别的效率和能(néng)力,支持用戶體驗吞吐量提升十倍、端到端時延降低十倍、連接密度提升十倍,以支持更多的終端數量。這(zhè)背後(hòu)毫米波技術的重要性不言而喻。

高通本次發(fā)布全球首款5G射頻模組就包含針對(duì)毫米波頻段的集成(chéng)方案,這(zhè)說明高通對(duì)于毫米波的研究已經(jīng)有深厚基礎。早在去年10月,高通就宣布骁龍X50 5G調制解調器芯片組在28GHz毫米波頻段上實現了5G數據連接。

另一方面(miàn),針對(duì)全球運營商對(duì)5G頻段部署的多樣(yàng)性,在進(jìn)行毫米波測試的同時,高通也積極推進(jìn)6GHz以下的5G連接技術研發(fā),也通過(guò)很多真實網絡模拟實驗,展示了基于6GHz以下及毫米波頻段的5G網絡能(néng)夠爲用戶帶來的出色體驗,其中就包括在舊金山進(jìn)行的模拟毫米波真實網絡實驗,下載速率從71Mbps提升到了1.4Gbps。

首個5G射頻模組,玄機在哪?

了解了毫米波的重要性,我們就可以看看這(zhè)次高通發(fā)布的5G射頻模組,它包含兩(liǎng)個主要模組:

其一是QTM052毫米波天線模組,包含了從收發(fā)器到所有射頻前端的器件,還(hái)有電源管理IC以及天線本身,但“身型”很小,覆蓋的頻譜也是比較主流的毫米波頻段、是第一批商用的頻譜。之後(hòu)會(huì)根據後(hòu)續推出的頻段進(jìn)一步提供産品。

▲QTM052毫米波天線模組

其二是QPM56xx,針對(duì)6GHz以下頻率設計,中國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)、澳大利亞等地都(dōu)是使用6GHz以下頻段做第一波5G手機比較熱門的國(guó)家和區域。QPM56xx的出現對(duì)中國(guó)的5G商用意義重大,它包括4個産品:QPM5650、QPM5651、QDM5650和QDM5652。其中QPM5650和QPM5651中包括發(fā)送的功率放大器(PA)、接收的低噪聲放大器(LNA),還(hái)有濾波器、天線開(kāi)關等。

這(zhè)兩(liǎng)者中的重點和難點,應該是QTM052毫米波天線模組。我們知道(dào)毫米波雖然有帶寬大,速率高的優勢,但是也存在缺陷,就是傳輸性能(néng)比較差。

一是信号容易衰減,傳不遠,二是容易被(bèi)樓宇等物體阻擋,三就是受空間環境影響比較大,例如能(néng)量容易被(bèi)水分子吸收,下雨等場景下容易衰弱。這(zhè)些缺陷令毫米波一直很難商用,甚至有聲音認爲毫米波不可能(néng)大規模商用。

不過(guò),高通已經(jīng)克服了這(zhè)些問題,并現已經(jīng)發(fā)布了産品。這(zhè)其中經(jīng)曆了攻堅克難的曆程:

首先,放棄了全向(xiàng)發(fā)射,而是通過(guò)多個天線實現定向(xiàng)發(fā)射。高通利用多個天線形成(chéng)相控天線陣列,讓天線之間的信号經(jīng)過(guò)互相幹涉影響,把信号能(néng)量集中在一個方向(xiàng)發(fā)射出去。

同時毫米波的頻率高波長(cháng)短,而波長(cháng)又和天線呈正比關系,所以天線可以做得很小,即便采用多個天線也不必擔心整體模組尺寸會(huì)變大。

定向(xiàng)發(fā)射也有一個問題,就是人們在使用智能(néng)手機時的場景可能(néng)是不斷變動的,特别是在乘坐交通工具時。以前由于是全向(xiàng)發(fā)射,所以手機位置變動也都(dōu)能(néng)覆蓋,而定向(xiàng)發(fā)射時,信号波束必須随著(zhe)傳輸對(duì)象的位置變化不斷做調整,這(zhè)個難度可就很大了。而高通則采用了波束導向(xiàng)技術,更智能(néng)地追蹤傳輸對(duì)象,控制波束的方向(xiàng)。

高通做的第二件事(shì)是通過(guò)模組的方式盡可能(néng)縮小天線的尺寸,讓一個調制解調器配備多個天線模組。這(zhè)次推出的射頻模組尺寸非常縮小,設想是在手機的4個邊立面(miàn)上配備4個毫米波天線模組,以配合5G調制解調器芯片,這(zhè)樣(yàng),寸土寸金的智能(néng)手機空間裡(lǐ),可以解決天線的空間被(bèi)擠壓導緻性能(néng)受限的問題。

簡單說,就是高通將(jiāng)多個小面(miàn)積的天線模組放到手機終端裡(lǐ)面(miàn),以克服毫米波很多與生俱來的缺陷。

正是基于這(zhè)些技術創新手段,毫米波的5G射頻模組才能(néng)誕生并應用于智能(néng)終端中,而這(zhè)背後(hòu)顯然離不開(kāi)高通所做出的努力。

5G手機的催化劑

當然,5G新空口(5G NR)毫米波及6GHz以下射頻模組既然已經(jīng)發(fā)布,那麼(me)接下來的重點自然就是它的應用了。高通也考慮到了這(zhè)一層。

在前面(miàn)的介紹中小編已經(jīng)說了,這(zhè)次毫米波5G射頻模組中高通采用了多天線陣列,同時,將(jiāng)毫米波天線模組連接到骁龍X50 5G調制解調器上,集成(chéng)從調制解調器往後(hòu)的所有射頻鏈路芯片上的功能(néng),包括收發(fā)器、射頻前端、天線等,十分複雜,對(duì)于終端廠商來說,如果采用離散的器件他們可能(néng)需要優化上百個不同的器件,況且目前還(hái)沒(méi)有終端廠商具備這(zhè)種(zhǒng)能(néng)力,所以高通采用了高度集成(chéng)的方案,將(jiāng)這(zhè)些器件都(dōu)整合在小小的模組裡(lǐ),包括不同天線之間的協同,高通也做到了預先將(jiāng)天線整合好(hǎo),提前做好(hǎo)天線的調整工作讓它們可以相互協同,讓它們更容易形成(chéng)波束,這(zhè)樣(yàng),終端廠商在設計終端時就會(huì)好(hǎo)操作很多。

6GHz以下的QPM56xx模組也是如此,考慮到5G中的一些新技術如信道(dào)探測參考信号(SRS)切換,MIMO技術等的難度,所以高通將(jiāng)這(zhè)些功能(néng)都(dōu)集成(chéng)在模組裡(lǐ),讓手機廠商不用再花大量時間去集成(chéng)、調試、優化,而是將(jiāng)這(zhè)些面(miàn)積、功耗、性能(néng)和成(chéng)本都(dōu)很難控制,研發(fā)投入周期也非常長(cháng)的問題都(dōu)解決好(hǎo),爲手機OEM廠商提供現成(chéng)的解決方案。萬兆網絡處理器

其實高通采用這(zhè)種(zhǒng)高度集成(chéng)的解決方案,目的也隻有一個,就是盡可能(néng)簡化OEM廠商的調試優化工作,省下時間和技術成(chéng)本,幫助他們盡可能(néng)快地開(kāi)發(fā)出真正可用的5G終端設備,推進(jìn)5G終端的商用。畢竟,從現在到2019年底,商用節點已經(jīng)迫在眉睫。

5G手機,萬事(shì)俱備,隻欠東風

任何智能(néng)手機都(dōu)離不開(kāi)射頻模組,這(zhè)是手機通信功能(néng)的基礎,在5G更是如此,而5G手機射頻模組的問世,雖然不能(néng)算是5G時代的真正到來,但至少能(néng)代表5G時代序幕的拉開(kāi)。高通推出首款面(miàn)向(xiàng)智能(néng)手機和其他移動終端的全集成(chéng)5G新空口(5G NR)毫米波及6GHz以下射頻模組,其實是對(duì)5G智能(néng)手機終端的推出起(qǐ)到了極大的推動作用,就像那句成(chéng)語,“萬事(shì)俱備,隻欠東風”:從調制解調器到射頻的解決方案已經(jīng)有了,移動5G網絡和終端,特别是智能(néng)手機已經(jīng)準備就緒,問世已經(jīng)剩下最後(hòu)的工作。

而5G智能(néng)手機大規模上市後(hòu),5G時代的到來還(hái)會(huì)遠嗎?


分享:
上一篇相幹400G及邊緣100G技術未來增長(cháng)強勁 返回列表 下一篇巴西-阿根廷海底光纜系統拟于2020年中投産