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5G蓄勢待發 終端設備射頻前端尚需克服幾大挑戰

2019年04月04日 15:04 ? 次閱讀

Qorvo看來,2019年將會是5G元年。

但和以往的網絡制式不一樣,5G的目標是想用同樣的標準去滿足eMBB(enhanced MobileBroadband)增強移動寬帶、mMTC(massive Machine Type Communications)大規模物聯網和URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency CommunicaTIons)高可靠低時延等場景的需求,這就給技術方面帶來了更多新要求。

在移動設備方面,也需要迎接來自不同頻段、不同組網方式等改變帶來的新挑戰。

2019年4月3日,在北京國家會議中心舉辦的第七屆電子設計創新大會(EDI CON China 2019)期間,來自Qorvo的手機事業部高級銷售經理David Zhao在論壇上發表了題為《5G射頻挑戰》的演講,講述了5G時代移動設備面臨的挑戰以及Qorvo為之提供的解決方案。

手機事業部高級銷售經理David Zhao

5G的關鍵詞:高帶寬

David Zhao在會上指出,與4G相比,5G的一大明顯提升就在于速度。以eMBB為例,按照設想,這個場景下的速度可做到20Gbps。

但在目前基于R15標準的5G網絡下,相同帶寬內的速率收益其實做不到那么高,這就不夠動力驅動整個行業去擁抱5G。

5G的三大應用場景

從下圖可以看到,在FR1頻率下,5CC的LTE網絡可以做到的最大下行速率是1.96Gbps,但5G網絡的速度也只做到2.34Gbps,提升比例僅有19%。

但如果在FR2頻率下,5G的速度則會有明顯的提升,這就證明了帶寬提升的重要性。

不同頻率下的4G和5G速度對比

從David Zhao的介紹我們得知,為了實現帶寬提升,5G芯片供應商在芯片組中加入了對8CC NR CA的支持,運營商也從頻段方面尋找更多的幫助,如n 41、n77和n 78頻段就成為了很多國家的關注點。

尤其是n78,在David Zhao看來,這將是全球的漫游頻段,那就意味著所有的手機都需要對這個頻段支持。

N78頻段是全球5G的追逐

5G另一方面的不同在于運營商在NA和NSA上的不同選擇。

因為5G網絡本身的特點,運營商在5G NR的早期階段可以選擇NA或者NSA的組網模式。

“如果選擇NA,那么就是控制信道和數據信道走得都是5G,這樣對終端設置來說,是非常簡便的,但對運營商來說,則需要在核心網建設上面投入巨額的資金。

如果運營商選擇NSA組網,那就意味著控制信道還是走之前的LTE網絡,而數據走5G,這就給相關的供應商帶來更大的挑戰”,David Zhao說。

NA和NSA制式對比

5G手機的挑戰:射頻

歸根到底,無論是在基站端還是設備終端,5G給供應商帶來的挑戰都首先體現在射頻方面,因為這是設備“上”網的關鍵出入口。從David Zhao的介紹我們得知,即將到來的5G手機將會面臨多方面的挑戰:

1、更多頻段的支持:因為從大家熟悉的b 41變成n 41,n77和n78,這就需要對更多頻段的支持;

2、不同的調制方向:因為5G專注于高速連接,所以在調制方面會有新的變化,對功耗方面也有更多的要求。比如在4G時代,大家比較關注ACPR。但到了5G時代,則更需要專注于EVN(一般小于1.5%);

3、信號路由的選擇:選擇4G anchor+5G數據連接,還是直接走5G,這會帶來不同的挑戰。

4、開關速度的變化:這方面雖然沒有太多的變化,但SRS也會帶來新的挑戰。

其他如n77/n78/n79等新頻段的引入,也會對射頻前端形態產生影響,推動前端模組改變,滿足新頻段和新調諧方式等的要求。

這就給射頻相關的濾波器、PA,甚至是電源管理和成本方面提出新考驗,而這正是深耕射頻多年的Qorvo所擅長的。David Zhao強調。

5G給手持設備帶來的挑戰

David Zhao進一步指出,Qorvo從2G時代開始就一直聚焦在射頻領域研究,公司除了能提供PA、濾波器等一系列元器件以外,在對系統方面的理解力也是其他很多廠商所不具備的。

Qorvo也做好了準備,與手機廠商一起,用豐富的經驗和技術儲備幫助他們把5G設備快速推向市場,Qorvo現在也與不少廠商建立了合作。

“Qorvo希望能與國內廠商在射頻領域建立起一個更開放的生態系統,把大家拉進來,共同取得更大的進步”,David Zhao補充說。

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