射频前端:高端智能手机的无名英雄‘澳门威斯人网站登录入口’

发布时间：2024-12-25  人浏览

本文摘要：的空间数据流的数量涉及。

的空间数据流的数量涉及。正如在上图Galaxy S6 Edge+和右图S7 Edge中所看见的，在Cat 6和Cat 9/12设备之间，天线架构维持比较恒定，而在Cat 16 设备中将不会看见天线数量的明显减少。随着其拓展的载波单体能力、更加高阶的调制、更加简单的天线架构、更加多的空间流以及LTE-U功能，像Galaxy S8和S8+这样新型高端智能手机的RFFE可以说道是在它们公布时最简单的智能手机射频设计。Galaxy S8和S8+是第一款反对Cat16 LTE的量产智能手机，其上行链路速率大约为千兆比特每秒 (1Gbps) ，与上代旗舰级调制解调器反对LTE Cat12 600Mbps的速率比起有了明显的提升。

更慢的下载速度不仅使终端用户获益，而且还使移动网络运营商和网络上的其他设备获益。Cat16 LTE带给更慢的数据传输速度，移动设备更加小的频率，更加缩短的电池续航时间，同时也通过更加高效的网络交互获释了网络资源。此外，运营商还可以通过像LTE-U这样的技术来利用免除牌照的频谱。

尽管RFFE的复杂程度明显减少，然而设备PCB上留下此功能区的空间仍然以来却渐渐增加。在过去的几年里，高端智能手机早已从仅反对受限的射频频段改以单一SKU型号就反对高达34个频段的智能手机，比如OnePlus 5。为了尽量在受限的空间容纳拓展的频段，RFFE更加模块化，比之前构建了更加多的PA、滤波器、双工器、电源和LNA部件。PCB上元器件密度更加低，元器件间的阻碍渐渐沦为一个不可忽视的问题，如何对每个射频元器件实行充份有效地的隔绝挑战更进一步激化。

虽然上文提到RFFE元器件已高度构建，但更加多的频段反对和更慢移动宽带速率所必须的复杂性造成用于更好的元器件，提高了RFFE部分的成本，证明了RFFE部分的价值所在。类似于4x4多输出多输入(MIMO)天线结构和载波单体的技术用来构建Cat16 LTE性能的大幅度提高，但与此同时也减少了成本。载波单体是将多个区块(分量载波) 人组以取得更高的比特率和吞吐量。

Cat16 LTE最少单体4个分量载波 (4x CA) ，总带宽80MHz， iTunes速率平均1Gbps。Cat16 LTE 之前的版本只有3个分量载波，总带宽60MHz。4x4MIMO带给比特率提高和更高的上行速率，与此同时也减少了本已简单的RFFE复杂程度，其中仅次于的影响之一是对接管链路RF元器件，尤其是与其他元器件 (如LNA) 一起构建在模组里的滤波和转换电源部分。好比 Cat 16 LTE: 边框更加较宽，屏幕更大，更佳的电池续航为了在成熟期的市场中取得竞争优势，OEM厂商面对着来自产品差异化方面更加大的压力。

在过去几年中，类似于调制解调器辅助天线给定回声解决方案仅有反映于高端智能手机设计领域，目前已在各大OEM厂商设计中司空见惯。天线给定回声已沦为RF前端的最重要零部件之一，增加因环境和设计因素导致的阻碍和智能手机RF信号的波动并提高功率效率。如果没天线给定回声技术，仅有非常简单握智能手机的动作就能好转射频信号的质量， 智能手机厂商就得更加侧重自由选择会明显影响RF信号质量的设计。类似于Galaxy S8 的智能手机无 (较宽) 边框设计必须将天线摆放在屏幕下方， 这将对射频信号导致阻碍，将天线置放富裕挑战性的射频环境。

IHS Markit对Galaxy S8+的报废分析找到该手机同时用于了来自高通QAT3550和QAT3514的电阻/孔径天线回声技术， 以充份提升置放屏幕下方的天线性能。通过部署类似于调制解调器智能天线回声技术，OEM厂商可以增大天线尺寸，提升整体电源效率和信号稳定性。电源效率是智能手机设计师自产品问世以来仍然注目的问题，除了屏幕，RF前端是电池电量消耗仅次于部分之一。构建尽量高效的功率放大器渐渐显得更加最重要并产生了普遍的技术应用于如封包追踪。

封包追踪芯片动态调整功放芯片的功率以超过仅次于的功放效率。高通和Qorvo等公司在其前端套片中获取封包追踪检测芯片，其他公司如三星也引入了此技术。

在过去，对于ET的容许是它不能在20MHz的比特率上工作，但是在近期的一代产品QET4100上，高通早已需要反对高达40MHz的比特率，这对于在下行线路中有2xCA的手机来说至关重要。通过将下行线路的比特率增加一倍，用户可以上载自己的视频，比如360度虚拟现实视频，在低市场需求的场馆如体育馆中，速度更加慢。随着用户分解的内容显得更加广泛，下行载波单体将带给更佳的用户体验。平均功率追踪是另一种用作提升PA效率的技术，但其在许多有数/追加LTE频段所在的较高频率下一般来说效率较低，在过去5年里，LTE已从多数设备运营的1.9GHz或更加较低的频段移往到基本上所有高端智能手机都反对的2.1GHz或更高的频段，这对享有较高频段的移动网络运营商是个受到影响，例如Sprint在美国有160MHz的2.5GHz(频段41)频谱。

然而更高的频率一般来说无法传播很远且容易击穿建筑物，这就是为什么高性能用户设备(HPUE)正在被部署的原因。HPUE设备需要在更高的功率水平上传输，从而减少设备的能用范围，这种情况下，封包追踪技术显得至关重要。构建4G到5G的升级没射频前端中几项技术的变革，就没移动手机上的4G+和5G新的无线电(NR)技术的发展。载波单体的发展，还包括反对5xCA的Cat 18 LTE，使全球的运营商更容易利用许可和无许可的频谱，利用许可的辅助终端(LAA)和LTE与无线网络之间的天线分享。

此外，上行线路的256 QAM和下行线路的64 QAM等更加先进设备的调制，使得移动设备需要更加有效地与网络交互。4G+的频率范围将拓展至600MHz的低频段和 3.5 GHz的高频段。

一些组件供应商早已需要通过硬件反对这些新的频段，然后通过未来的软件改版作为反对。一般来说，4G+将对射频前端的接收端包含更大的挑战，因为下游的数据传输速率多达1Gbps，不过，在更加长的频率范围内的额外频段也必须来自传输端的组件反对，例如功率放大器。IHS Markit预计，到2019年底，5G设备将投放商用，而反对5G技术的措施将更进一步给RFFE带给压力。组件供应商将被迫减少对新的制式的反对，以及从400MHz到6GHz的更加普遍的频带(与移动宽带有关)，以及一套额外的编码。

如其他核心智能手机ICs如基带一样，RFFE必须获取向后相容，以反对4G/3G/2G的操作者模式。如果没确实的系统级别的专业知识，当前和将要发售的RFFE将使组件供应商更加无法制止RFFE沦为设备移动宽带性能的瓶颈。

供应商必需获取原始的组件人组，从而为OEM厂商获取有所不同程度的性能和灵活性，是以符合终端用户的市场需求。原创文章，予以许可禁令刊登。下文闻刊登须知。

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