'射頻前端與基帶芯片系統級整合 高通持續賦能全球5G發展'

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5G難,難在系統級工程能力的構建。

在每個技術驅動的次時代,都要經歷產業從出生萌芽到艱難成熟的蛻變。按照3GPP的定義,5G是迄今為止最大的一次通信技術升級,甚至超越了通信行業本身範疇,與想象力匹配的是5G商用難度升級。

5G產業需從底層地基開始構建,毫不誇張地說,芯片級能力決定了5G產業的成熟時間表。基帶芯片是手機通信部分的核心部件,2019年,幾家終端廠商順次推出5G終端新品,很大程度上都與5G基帶芯片的成熟節奏相關。

按照4G時代及以前的產業發展情況,基帶芯片部分的調制解調器,以及與基帶芯片必不可少的射頻收發器和射頻前端大多是由產業鏈不同廠商協作而成,5G時代能否有集成化的一體解決方案推出,從而讓終端廠商更快推出商用5G產品,成為5G產業的一個關注焦點。

射頻前端之變

如果說基帶芯片的成熟節奏決定了終端廠商的進度,那麼,基帶芯片最難的部分則來自於射頻前端。射頻前端是無線連接的核心,在天線和射頻收發模塊間,實現信號發送和接收。

射頻前端芯片實現信號在不同頻率下的收發,包括射頻功率放大器(PA)、射頻低噪聲放大器(LNA)、射頻開關、濾波器、雙工器等。

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5G難,難在系統級工程能力的構建。

在每個技術驅動的次時代,都要經歷產業從出生萌芽到艱難成熟的蛻變。按照3GPP的定義,5G是迄今為止最大的一次通信技術升級,甚至超越了通信行業本身範疇,與想象力匹配的是5G商用難度升級。

5G產業需從底層地基開始構建,毫不誇張地說,芯片級能力決定了5G產業的成熟時間表。基帶芯片是手機通信部分的核心部件,2019年,幾家終端廠商順次推出5G終端新品,很大程度上都與5G基帶芯片的成熟節奏相關。

按照4G時代及以前的產業發展情況,基帶芯片部分的調制解調器,以及與基帶芯片必不可少的射頻收發器和射頻前端大多是由產業鏈不同廠商協作而成,5G時代能否有集成化的一體解決方案推出,從而讓終端廠商更快推出商用5G產品,成為5G產業的一個關注焦點。

射頻前端之變

如果說基帶芯片的成熟節奏決定了終端廠商的進度,那麼,基帶芯片最難的部分則來自於射頻前端。射頻前端是無線連接的核心,在天線和射頻收發模塊間,實現信號發送和接收。

射頻前端芯片實現信號在不同頻率下的收發,包括射頻功率放大器(PA)、射頻低噪聲放大器(LNA)、射頻開關、濾波器、雙工器等。

射頻前端與基帶芯片系統級整合 高通持續賦能全球5G發展

典型射頻前端結構

基站和終端都需要射頻組件,手機終端射頻更注重耗電量低、尺寸小、功率低,雷鋒網瞭解到,目前手機射頻芯片多與基帶芯片集成在主芯片內,天線則設計為單獨的模塊,射頻前端因材料的不同難與芯片直接集成,並且由於射頻前端器件種類較多,因此會分化成多個不同功能的射頻前端模塊。

射頻前端面臨的第一個問題是不同組網模式所帶來的複雜工作,5G分為獨立組網模式(SA)和非獨立組網模式(NSA),非獨立組網模式是現今大多數運營商選擇的過渡型組網模式。

在獨立組網模式下,核心網、接入網、數據鏈網都是基於5G-NR而準備的,性能和兼容性較好,但是前期成本投入很高。非獨立組網模式下,原本的LTE作為核心網,語音通信、控制層基於LTE,數據基於5G NR,對射頻前端最直接的影響就是,首先要有支持LTE的通道,然後,在所有5G商用頻段支持同時上下行工作,還要規避互干擾問題。

5G獨有的Sub-6GHZ與mmwave毫米波也給射頻前端帶來新的要求。根據相關數據,5G 終端將支持 30 個頻段並標配 4X4 MIMO 天線,5G 相比 4G 將在更高頻的頻段 C-Band 和毫米波上部署,而更高頻率的信號就意味著更大的饋線損耗。

將天線與射頻前端集成從而實現天線有源化就成為大勢所趨,這一集成趨勢在宏基站側就體現為基於 Massive MIMO 的 AAU,在室分基站側就體現為由 DAS 向數字化室分的演進,在手機側就體現為 AiP(Antenna in Package)天線的誕生。

終端小型化、射頻前端模組化、縮短研發週期成為產業鏈共同訴求。

跨平臺5G集成射頻方案

不同分析機構均給出了同一個預測——為了節省成本、空間和功耗,5G SoC 和 5G 射頻芯片的集成將會是趨勢。高通是從基帶技術切入射頻前端領域的典型代表廠商。

近日,高通正式對外宣佈提供全球首款集成調制解調器、射頻收發器和射頻前端的商用芯片組解決方案,以支持OEM廠商快速開發先進的5G終端。高通將這一差異化的解決方案統一命名為:驍龍5G調制解調器及射頻系統。

射頻前端模組化提升了終端廠商的研發效率,縮短了產品開發週期,使得後者能更快地推出新產品。這一命名標誌著5G終端設計模式向系統級解決方案的明確轉變,系統級解決方案對於提供高性能5G和實現規模化賦能至關重要。

不同於以往調制解調器和射頻單獨開發再集成,高通推出的驍龍5G調制解調器及射頻系統,直接完成了調制解調器、射頻收發器和射頻前端的預先集成,並統一交付給下游終端客戶。集成方案對終端廠商更友好,因為終端廠商不必自己再去做軟硬件優化,而是獲得一個開箱即用半成品,在此之上再做二次開發,減少了中間的繁瑣步驟。

對高通來說,在交付之前已經在系統的所有子組件層面協同設計硬件和軟件並進行優化,包括移動5G毫米波、5G增程毫米波CPE、可支持最優上行鏈路吞吐量同時滿足傳輸上限的Smart Transmi技術、可實現出色接收能效的5G PowerSave、可實現出色傳輸能效與網絡性能的Qualcomm寬帶包絡追蹤、具有更廣覆蓋範圍與更長電池續航的高效的高功率用戶設備(HPUE)解決方案、5G多SIM卡、可調諧的多天線管理系統,以及支持更高吞吐量、更高通話可靠性、更廣網絡覆蓋範圍的Signal Boost動態天線調諧。

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5G難,難在系統級工程能力的構建。

在每個技術驅動的次時代,都要經歷產業從出生萌芽到艱難成熟的蛻變。按照3GPP的定義,5G是迄今為止最大的一次通信技術升級,甚至超越了通信行業本身範疇,與想象力匹配的是5G商用難度升級。

5G產業需從底層地基開始構建,毫不誇張地說,芯片級能力決定了5G產業的成熟時間表。基帶芯片是手機通信部分的核心部件,2019年,幾家終端廠商順次推出5G終端新品,很大程度上都與5G基帶芯片的成熟節奏相關。

按照4G時代及以前的產業發展情況,基帶芯片部分的調制解調器,以及與基帶芯片必不可少的射頻收發器和射頻前端大多是由產業鏈不同廠商協作而成,5G時代能否有集成化的一體解決方案推出,從而讓終端廠商更快推出商用5G產品,成為5G產業的一個關注焦點。

射頻前端之變

如果說基帶芯片的成熟節奏決定了終端廠商的進度,那麼,基帶芯片最難的部分則來自於射頻前端。射頻前端是無線連接的核心,在天線和射頻收發模塊間,實現信號發送和接收。

射頻前端芯片實現信號在不同頻率下的收發,包括射頻功率放大器(PA)、射頻低噪聲放大器(LNA)、射頻開關、濾波器、雙工器等。

射頻前端與基帶芯片系統級整合 高通持續賦能全球5G發展

典型射頻前端結構

基站和終端都需要射頻組件,手機終端射頻更注重耗電量低、尺寸小、功率低,雷鋒網瞭解到,目前手機射頻芯片多與基帶芯片集成在主芯片內,天線則設計為單獨的模塊,射頻前端因材料的不同難與芯片直接集成,並且由於射頻前端器件種類較多,因此會分化成多個不同功能的射頻前端模塊。

射頻前端面臨的第一個問題是不同組網模式所帶來的複雜工作,5G分為獨立組網模式(SA)和非獨立組網模式(NSA),非獨立組網模式是現今大多數運營商選擇的過渡型組網模式。

在獨立組網模式下,核心網、接入網、數據鏈網都是基於5G-NR而準備的,性能和兼容性較好,但是前期成本投入很高。非獨立組網模式下,原本的LTE作為核心網,語音通信、控制層基於LTE,數據基於5G NR,對射頻前端最直接的影響就是,首先要有支持LTE的通道,然後,在所有5G商用頻段支持同時上下行工作,還要規避互干擾問題。

5G獨有的Sub-6GHZ與mmwave毫米波也給射頻前端帶來新的要求。根據相關數據,5G 終端將支持 30 個頻段並標配 4X4 MIMO 天線,5G 相比 4G 將在更高頻的頻段 C-Band 和毫米波上部署,而更高頻率的信號就意味著更大的饋線損耗。

將天線與射頻前端集成從而實現天線有源化就成為大勢所趨,這一集成趨勢在宏基站側就體現為基於 Massive MIMO 的 AAU,在室分基站側就體現為由 DAS 向數字化室分的演進,在手機側就體現為 AiP(Antenna in Package)天線的誕生。

終端小型化、射頻前端模組化、縮短研發週期成為產業鏈共同訴求。

跨平臺5G集成射頻方案

不同分析機構均給出了同一個預測——為了節省成本、空間和功耗,5G SoC 和 5G 射頻芯片的集成將會是趨勢。高通是從基帶技術切入射頻前端領域的典型代表廠商。

近日,高通正式對外宣佈提供全球首款集成調制解調器、射頻收發器和射頻前端的商用芯片組解決方案,以支持OEM廠商快速開發先進的5G終端。高通將這一差異化的解決方案統一命名為:驍龍5G調制解調器及射頻系統。

射頻前端模組化提升了終端廠商的研發效率,縮短了產品開發週期,使得後者能更快地推出新產品。這一命名標誌著5G終端設計模式向系統級解決方案的明確轉變,系統級解決方案對於提供高性能5G和實現規模化賦能至關重要。

不同於以往調制解調器和射頻單獨開發再集成,高通推出的驍龍5G調制解調器及射頻系統,直接完成了調制解調器、射頻收發器和射頻前端的預先集成,並統一交付給下游終端客戶。集成方案對終端廠商更友好,因為終端廠商不必自己再去做軟硬件優化,而是獲得一個開箱即用半成品,在此之上再做二次開發,減少了中間的繁瑣步驟。

對高通來說,在交付之前已經在系統的所有子組件層面協同設計硬件和軟件並進行優化,包括移動5G毫米波、5G增程毫米波CPE、可支持最優上行鏈路吞吐量同時滿足傳輸上限的Smart Transmi技術、可實現出色接收能效的5G PowerSave、可實現出色傳輸能效與網絡性能的Qualcomm寬帶包絡追蹤、具有更廣覆蓋範圍與更長電池續航的高效的高功率用戶設備(HPUE)解決方案、5G多SIM卡、可調諧的多天線管理系統,以及支持更高吞吐量、更高通話可靠性、更廣網絡覆蓋範圍的Signal Boost動態天線調諧。

射頻前端與基帶芯片系統級整合 高通持續賦能全球5G發展

目前已有超過150款採用驍龍5G調制解調器及射頻系統的5G終端產品已經發布或正在開發中。驍龍5G調制解調器及射頻系統為支持多個國家和地區推出5G智能手機作出了獨一無二的貢獻,包括澳大利亞、中國、歐洲、中東、韓國和美國。搭載這一系統的商用終端預計將於2019年年底上市,包括5G智能手機、筆記本電腦、固定無線接入CPE、移動熱點、路由器和汽車。

除了降低終端廠商的開發難度,高通還在努力降低5G的准入門檻,體現在5G移動平臺向中高端推進,7系、6系平臺也將支持5G。

此前高通和 TDK 合資成立了 RF 360,使得高通擁有了提供從基帶 Modem SoC,RFIC 到射頻前端完整解決方案的能力。在本屆IFA展期間,高通進一步宣佈跨驍龍8系、7系和6系擴展其5G移動平臺產品組合,此次的重點在於跨不同平臺5G支持,這也意味著5G不再只是旗艦機專屬,普及化的5G終端有了明確時間表。

高通驍龍8系平臺主要用於旗艦機型,首批5G商用終端幾乎全部採用了驍龍8系5G移動平臺,5G的進一步普及則需要成本更低的解決方案,兼顧成本和效率,高通7系和6系平臺也將使用最新的驍龍5G調制解調器及射頻系統。

驍龍7系5G移動平臺將是集成5G功能的系統級芯片(SoC),並支持所有主要地區和頻段,該平臺是今年2月首個宣佈的5G集成式移動平臺,5G調制解調器及射頻系統已集成其中。目前已有12家OEM廠商與品牌,包括OPPO、realme、Redmi、vivo、摩托羅拉、HMD Global以及LG電子,計劃在其未來5G移動終端上採用全新驍龍7系5G集成式移動平臺。高通進一步消息顯示,搭載驍龍6系5G移動平臺的終端預計於2020年下半年商用。

高通高級副總裁兼4G/5G業務總經理馬德嘉表示,高通在幾年前就認識到,賦能5G需要不斷演進的產品設計策略,依照專注於元件的設計思路所開發的產品不足以滿足用戶和運營商對終端和網絡性能的期待。高通採用了一種系統級方式,並在早期就進行投入開發了移動行業首款從調制解調器、射頻前端到天線的完整解決方案。

5G商用的序曲已經奏響。高通完成的不僅是調制解調器到射頻系統級解決方案,還兼顧了驍龍6繫到8系的多平臺普及,5G產業規模化成熟從芯片級開始。雷鋒網雷鋒網

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