奇笛网 | 关注物联网创业 奇笛网 | 关注物联网创业

高通发布首个5G射频模组,没它哪有5G手机

发布于 2018/07/30-11:45 标签: / / /

高通于7月23日宣布推出全球首款面向智能手机和其他移动终端的全集成5G新空口(5G NR)毫米波及6GHz以下射频模组,他们分别为QTM052毫米波天线模组和QPM 56xx 6Hz以下射频模组。

高通表示,两款模组配合骁龙X50 5G调制解调器,这一解决方案正使移动5G网络和终端——尤其是智能手机准备就绪,为实现大规模商用提供支持。

换句话说,这一套解决方案是5G手机正式问世的必要条件,目前很多手机厂商都已经表示会在明年推出5G智能手机。但普通消费者可能会觉得,印象中5G还是很遥远的事儿,怎么说来就要来了呢?


▲QTM052毫米波天线模组和骁龙X50调制解调器

这次高通推出的5G射频模组可谓关键成果,如果大家了解高通以及整个行业在5G方面的布局进展,就会了解5G正在按部就班地向前推进。那么这次的成果又有什么具体意义呢?容IT之家和大家慢慢道来。

毫米波,5G的速率保障

高通本次发布的是包含5G NR毫米波和6GHz以下的射频模组。我们知道无线通信需要在某一具体频段上传输信息,5G的三大业务场景(增强型移动宽带、关键业务控制和海量物联网)覆盖的范围更广,需要更宽更高的频谱,也就是更快的传输速率。而在通信行业,目前主流的提升速率的方法是增加频谱的带宽,但是目前常用的6GHz以下的频段已经基本被占用了,因此人们想到了毫米波技术。

毫米波的波长在1-10mm,而频率约为30GHz-300GHz,其中比较主流的频段是28GHz或更高频段,它对应的频谱带宽也是1GHz起,而4G-LTE可用的频谱带宽只有100MHz,带宽相当于4G的10倍,自然能够大大提高传输速率。另一方面,5G将提供更高级别的效率和能力,支持用户体验吞吐量提升十倍、端到端时延降低十倍、连接密度提升十倍,以支持更多的终端数量。这背后毫米波技术的重要性不言而喻。

高通本次发布全球首款5G射频模组就包含针对毫米波频段的集成方案,这说明高通对于毫米波的研究已经有深厚基础。早在去年10月,高通就宣布骁龙X50 5G调制解调器芯片组在28GHz毫米波频段上实现了5G数据连接。

另一方面,针对全球运营商对5G频段部署的多样性,在进行毫米波测试的同时,高通也积极推进6GHz以下的5G连接技术研发,也通过很多真实网络模拟实验,展示了基于6GHz以下及毫米波频段的5G网络能够为用户带来的出色体验,其中就包括在旧金山进行的模拟毫米波真实网络实验,下载速率从71Mbps提升到了1.4Gbps。

首个5G射频模组,玄机在哪?

了解了毫米波的重要性,我们就可以看看这次高通发布的5G射频模组,它包含两个主要模组:

其一是QTM052毫米波天线模组,包含了从收发器到所有射频前端的器件,还有电源管理IC以及天线本身,但“身型”很小,覆盖的频谱也是比较主流的毫米波频段、是第一批商用的频谱。之后会根据后续推出的频段进一步提供产品。

▲QTM052毫米波天线模组

其二是QPM56xx,针对6GHz以下频率设计,中国、欧洲、日本、韩国、澳大利亚等地都是使用6GHz以下频段做第一波5G手机比较热门的国家和区域。QPM56xx的出现对中国的5G商用意义重大,它包括4个产品:QPM5650、QPM5651、QDM5650和QDM5652。其中QPM5650和QPM5651中包括发送的功率放大器(PA)、接收的低噪声放大器(LNA),还有滤波器、天线开关等。

这两者中的重点和难点,应该是QTM052毫米波天线模组。我们知道毫米波虽然有带宽大,速率高的优势,但是也存在缺陷,就是传输性能比较差。

一是信号容易衰减,传不远,二是容易被楼宇等物体阻挡,三就是受空间环境影响比较大,例如能量容易被水分子吸收,下雨等场景下容易衰弱。这些缺陷令毫米波一直很难商用,甚至有声音认为毫米波不可能大规模商用。

不过,高通已经克服了这些问题,并现已经发布了产品。这其中经历了攻坚克难的历程:

首先,放弃了全向发射,而是通过多个天线实现定向发射。高通利用多个天线形成相控天线阵列,让天线之间的信号经过互相干涉影响,把信号能量集中在一个方向发射出去。

同时毫米波的频率高波长短,而波长又和天线呈正比关系,所以天线可以做得很小,即便采用多个天线也不必担心整体模组尺寸会变大。

定向发射也有一个问题,就是人们在使用智能手机时的场景可能是不断变动的,特别是在乘坐交通工具时。以前由于是全向发射,所以手机位置变动也都能覆盖,而定向发射时,信号波束必须随着传输对象的位置变化不断做调整,这个难度可就很大了。而高通则采用了波束导向技术,更智能地追踪传输对象,控制波束的方向。

高通做的第二件事是通过模组的方式尽可能缩小天线的尺寸,让一个调制解调器配备多个天线模组。这次推出的射频模组尺寸非常缩小,设想是在手机的4个边立面上配备4个毫米波天线模组,以配合5G调制解调器芯片,这样,寸土寸金的智能手机空间里,可以解决天线的空间被挤压导致性能受限的问题。

简单说,就是高通将多个小面积的天线模组放到手机终端里面,以克服毫米波很多与生俱来的缺陷。

正是基于这些技术创新手段,毫米波的5G射频模组才能诞生并应用于智能终端中,而这背后显然离不开高通所做出的努力。

5G手机的催化剂

当然,5G新空口(5G NR)毫米波及6GHz以下射频模组既然已经发布,那么接下来的重点自然就是它的应用了。高通也考虑到了这一层。

在前面的介绍中小编已经说了,这次毫米波5G射频模组中高通采用了多天线阵列,同时,将毫米波天线模组连接到骁龙X50 5G调制解调器上,集成从调制解调器往后的所有射频链路芯片上的功能,包括收发器、射频前端、天线等,十分复杂,对于终端厂商来说,如果采用离散的器件他们可能需要优化上百个不同的器件,况且目前还没有终端厂商具备这种能力,所以高通采用了高度集成的方案,将这些器件都整合在小小的模组里,包括不同天线之间的协同,高通也做到了预先将天线整合好,提前做好天线的调整工作让它们可以相互协同,让它们更容易形成波束,这样,终端厂商在设计终端时就会好操作很多。

6GHz以下的QPM56xx模组也是如此,考虑到5G中的一些新技术如信道探测参考信号(SRS)切换,MIMO技术等的难度,所以高通将这些功能都集成在模组里,让手机厂商不用再花大量时间去集成、调试、优化,而是将这些面积、功耗、性能和成本都很难控制,研发投入周期也非常长的问题都解决好,为手机OEM厂商提供现成的解决方案。

其实高通采用这种高度集成的解决方案,目的也只有一个,就是尽可能简化OEM厂商的调试优化工作,省下时间和技术成本,帮助他们尽可能快地开发出真正可用的5G终端设备,推进5G终端的商用。毕竟,从现在到2019年底,商用节点已经迫在眉睫。

5G手机,万事俱备,只欠东风

任何智能手机都离不开射频模组,这是手机通信功能的基础,在5G更是如此,而5G手机射频模组的问世,虽然不能算是5G时代的真正到来,但至少能代表5G时代序幕的拉开。高通推出首款面向智能手机和其他移动终端的全集成5G新空口(5G NR)毫米波及6GHz以下射频模组,其实是对5G智能手机终端的推出起到了极大的推动作用,就像那句成语,“万事俱备,只欠东风”:从调制解调器到射频的解决方案已经有了,移动5G网络和终端,特别是智能手机已经准备就绪,问世已经剩下最后的工作。

而5G智能手机大规模上市后,5G时代的到来还会远吗?

来源:腾讯科技
分享(

发表评论

奇笛网 | 关注物联网创业,挖掘智能硬件道理

此文需注册才能阅读X

笛文共欣赏,疑义相与析

现在注册登录 或 使用社交帐户快速登入: QQ登录 新浪微博登录 腾讯微博登录

返回顶部 最酷视频
扫二维码
扫二维码

X

无须注册,直接使用社交帐号登录

忘记密码,找回

Loading 登录中...

没有帐号,注册

已有帐号,登录

Loading 注册中...

已有帐号,登录

发送中...