射频前端和基带芯片系统级集成高通公司持续推动全球5G发展

5G很难在系统级构建。

在每个技术驱动的次时代,都要经历产业从出生萌芽到射频前端和基带芯片系统级集成高通公司持续推动全球5G发展艰难成熟的蜕变。在每个技术驱动的子时代,该行业都必须经历从诞生到艰难成熟的转变。

根据3GPP的定义,5G是迄今为止最大的通信技术升级,甚至超过了通信行业本身的范畴。符合想象的是5G的商业难度升级。

5G行业需要从头开始建设。毫不夸张地说,芯片级能力决定了5G行业的成熟时间表。

基带芯片是手机通信的核心部件。2019年,几家终端制造商将陆续推出5G终端产品,这在很大程度上与5G基带芯片的成熟节奏有关。

根据4G时代和以前行业的发展,基带芯片的调制解调器,以及基带芯片不可或缺的射频收发器和射频前端,大多是由产业链中不同厂商合作形成的。5G时代是否有集成和集成的解决方案,从而使终端制造商能够更快地推出商业5G产品,已经成为5G行业关注的焦点。

射频前端的变化如果基带芯片的成熟节奏决定了终端制造商的进步,那么基带芯片最困难的部分来自射频前端。

射频前端是无线连接的核心,实现天线和射频收发模块之间的信号传输和接收。

射频前端芯片可以发射和接收不同频率的信号,包括射频功率放大器(PA)、射频低噪声放大器(LNA)、射频开关、滤波器、双工器等。

具有典型射频前端结构的基站和终端都需要射频组件。手机终端更注重低功耗、小尺寸和低功耗。雷锋网了解到,目前,手机射频芯片大多与主芯片中的基带芯片集成在一起,而天线被设计成独立的模块。由于材料不同,射频前端不能直接与芯片集成,并且由于射频前端设备的多样性,它将被分成多个具有不同功能的射频前端模块。

射频前端面临的第一个问题是不同组网模式导致的复杂工作。5G分为独立网络模式(SA)和非独立网络模式(NSA)。非独立组网模式是当今大多数运营商选择的过渡组网模式。

在独立组网模式下,核心网、接入网和数据链路网都是基于5G-NR准备的,性能和兼容性都很好,但前期成本投资较高。

在非独立组网模式下,以原有的LTE为核心网络,语音通信和控制层基于LTE,数据基于5GNR。对射频前端最直接的影响是,首先应该有一个支持长期演进的信道,然后,所有5G商用频带都应该支持同时上行和下行工作,并且应该避免相互干扰。

5G独特的亚6GHZ和毫米波也给射频前端带来了新的要求。

根据相关数据,5G终端将支持30个频段和标准4X4MIMO天线。与4G相比,5G将部署在更高的频带——C波段和毫米波,而更高的频率信号意味着更大的馈线损耗。

将天线与射频前端集成,实现天线激活是大势所趋。这种整合趋势体现在宏基站侧基于MassiveMIMO的AAU,房间基站侧从DAS到数字房间的演进,以及手机侧AiP(天线封装)天线的诞生。

终端小型化、射频前端模块化和研发周期缩短已成为产业链的共同需求。

跨平台5G集成射频方案的不同分析机构给出了相同的预测——为了节约成本空和功耗,5GSoC和5G射频芯片的集成将是趋势。

高通公司是典型的从基带技术切入射频前端领域的代表性制造商。

近日,高通公司正式宣布提供全球首款集成调制解调器、射频收发器和射频前端的商用芯片组解决方案,支持原始设备制造商快速开发先进的5G终端。

高通公司将这种差异化解决方案命名为:小龙5G调制解调器和射频系统。

射频前端的模块化提高了终端制造商的研发效率,缩短了产品开发周期,使后者能够更快推出新产品。

这标志着从5G终端设计模式向系统级解决方案的明显转变,这对于提供高性能5G和实现大规模启用至关重要。

与之前调制解调器和射频的单独开发和重新整合不同,高通推出的小龙5G调制解调器和射频系统直接完成了调制解调器、射频收发器和射频前端的预整合,并交付给下游终端客户。

集成方案对终端制造商来说更加友好,因为终端制造商不需要再次优化软硬件,而是获得开箱即用的半成品,并对半成品进行二次开发,从而减少了中间的复杂步骤。

对于高通公司来说,硬件和软件在交付前已经在系统的所有子组件级别进行了联合设计和优化。包括移动5G毫米波、5G扩展范围毫米波CPE、在满足传输限制的同时支持最佳上行链路吞吐量的智能传输(SmartTransmi)技术、可实现卓越接收能效的5GPowerSave、可实现卓越传输能效和网络性能的高通宽带包络跟踪、覆盖范围更广、电池寿命更长的高效高功率用户设备(HPUE)解决方案、5G多SIM卡、可调多天线管理系统以及支持更高吞吐量、更高呼叫可靠性和更宽网络覆盖范围的SignalBoost动态天线调谐。

目前,使用小龙5G调制解调器和射频系统的150多种5G终端产品已经发布或正在开发中。

小龙5G调制解调器和射频系统为支持5G智能手机在澳大利亚、中国、欧洲、中东、韩国和美国等许多国家和地区的推出做出了独特贡献。

配备该系统的商用终端预计将于2019年底上市,包括5G智能手机、笔记本电脑、固定无线接入CPE、移动热点、路由器和汽车。

除了降低终端制造商的开发难度,高通还在努力降低5G的接入门槛,这体现在5G移动平台向中高端的推进上,5G也将得到7系列和6系列平台的支持。

在此之前,高通和TDK共同建立了射频360,使高通能够提供从RFIC基带调制解调器到射频前端的完整解决方案。

在此次IFA展会上,高通公司进一步宣布将5G移动平台产品组合扩展至小龙8、7和6系统。这一次,重点是跨不同平台的5G支持,这也意味着5G不再是旗舰机器独有的,5G终端的普及有一个明确的时间表。

高通小龙8系列平台主要用于旗舰车型。首批5G商用终端几乎全部采用小龙8系列5G移动平台。5G的进一步推广需要更低成本的解决方案,同时考虑成本和效率。高通7系列和6系列平台也将使用最新的小龙5G调制解调器和射频系统。

小龙7系列5G移动平台将是一个集成5G功能的片上系统(SoC),支持所有主要区域和频段。该平台是今年2月宣布的第一个5G集成移动平台,其中集成了5G调制解调器和射频系统。

目前,包括OPPO、realme、Redmi、vivo、摩托罗拉、HMDGlobal和LG Electronics在内的12家原始设备制造商和品牌计划在其未来的5G移动终端上采用新的小龙7系列5G集成移动平台。

高通进一步消息显示,配备小龙6系列5G移动平台的终端预计将于2020年下半年上市。

高通公司高级副总裁兼4G/5G业务总经理马德加(Ma Dega)表示,高通公司几年前意识到,启用5G需要不断发展的产品设计策略,根据专注于组件的设计思想开发的产品不足以满足用户和运营商对终端和网络性能的期望。

高通公司采用了系统级方法,并在早期投资开发了移动行业首个从调制解调器、射频前端到天线的完整解决方案。

5G广告的序幕已经拉开。

高通不仅完成了调制解调器至射频系统级解决方案,还完成了小龙6至8系列系统的多平台推广。5G产业的规模成熟度从芯片层面开始。

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