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5G三大場(chǎng)景對(duì)射頻前端器件的挑戰(zhàn)


  來源: 國(guó)際電子商情 時(shí)間:2018-04-26 編輯:甘立人
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陶鎮(zhèn)分析,NSA的好處在于核心網(wǎng)、接入網(wǎng)基于4G-LTE,只需要數(shù)據(jù)內(nèi)容層面做5G的基站部署,SA則需要全部重新投入,包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)都是基于5G-NR。

以中國(guó)、日本、韓國(guó)、美國(guó)這四個(gè)5G部署主要國(guó)家來看,中國(guó)目前在6GHz以內(nèi)有兩個(gè)頻段,一個(gè)是3.3GHz到3.6GHz,300MHz帶寬,另一個(gè)是4.8 GHz到5GHz,200MHz帶寬,日本和韓國(guó)使用3.5GHz和4.8GHz兩個(gè)頻段。美國(guó)則采用28GHz毫米波頻段。

5G對(duì)射頻器件的挑戰(zhàn)在于,一是帶寬的增加,LTE帶寬最高20兆,5G帶寬最高達(dá)到100兆,這還是針對(duì)6GHZ以內(nèi)的頻譜,毫米波將高達(dá)400兆帶寬?,F(xiàn)在的LTE單載波20兆,做上行載波聚合中國(guó)移動(dòng)最多為3個(gè)載波,即60兆帶寬的上行載波聚合。在LTE時(shí)代對(duì)應(yīng)60兆帶寬的功率放大器設(shè)計(jì),但是到了5G時(shí)代需要設(shè)計(jì)100兆帶寬,對(duì)PA來說是非常大的挑戰(zhàn)。

第二個(gè)是波形, PA設(shè)計(jì)考慮很多線性指標(biāo),線性指標(biāo)最重要的因素來自于數(shù)的波形,5G定義了CP-OFDM。這個(gè)信號(hào)波形相比較標(biāo)準(zhǔn)的LTE,它的SCDMA很高,峰均比更高。總之PA需要更寬、更高的線性設(shè)計(jì),這也是5G相比較于4G設(shè)計(jì)射頻器件最重要的提高性能的地方。除了CP-OFDM,3GPP還有一個(gè)降規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn),SFT-S-OFDM,比LTE相對(duì)弱一點(diǎn),可能應(yīng)用場(chǎng)景不一樣。

5G需要更快的速率,更多的MIMO,在4G LTE時(shí)代已經(jīng)提到4個(gè)下行鏈路,叫4×4的MIMO,2019年可能中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商都要求4×4MIMO,這是基于LTE的。在5G的4×4下行MIMO或者是上行2×10的MIMO可能會(huì)成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

未來真正的基于支持5G手機(jī)的架構(gòu)中,必須同時(shí)支持5G并向下支持4G、3G,以及額外的互聯(lián)性頻段,比如GPS、wifi等的共組性問題,這也將需要更多的天線分工器以及天線調(diào)諧的功能。


5G的前端架構(gòu)里面,除了PA,濾波器,LNA等傳統(tǒng)的射頻收發(fā)器件以外,更多的是前端天線的分配問題,多工器如何支持更好的載波聚合,天線分工器可能需要與手機(jī)廠家合作,他們決定手機(jī)里用哪幾根天線,每根天線支持的頻段等等。

5G智能手機(jī)中,天線分工器將是占比相當(dāng)大的設(shè)備器件。除此以外,天線越來越多,若要一根天線覆蓋更寬的范圍,未來在5G時(shí)代天線調(diào)諧技術(shù)相比較4G時(shí)代會(huì)更重要。

Qorvo從2017年開始開發(fā)第一款基于5G NR新標(biāo)準(zhǔn)的射頻前端模塊,這個(gè)模塊包含功率放大器、開關(guān)、帶通濾波器,低噪放等器件,陶鎮(zhèn)表示,這個(gè)模塊并不是真正商用化的產(chǎn)品,而是為了推動(dòng)3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的制定,讓產(chǎn)業(yè)鏈更好的定義5G。緊密跟隨5G商用進(jìn)程,Qorvo將致力于推出同時(shí)支持非獨(dú)立組網(wǎng)以及獨(dú)立組網(wǎng)的手機(jī)射頻解決方案。

 

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