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？