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射频前端- 高端智能手机的无名小卒

2018-01-22 16:24      点击:

  射频前端: 高端智能手机的无名小卒

  虽然智能手机开展至今已经十余载,但大多数运用者仍不知射频前端(RFFE)为何物。不过这并不影响RFFE在手机规划中担任要害人物。传三星或已抛弃推出Bixby智能音箱方案,如果没有RFFE,手机底子无法连接到移动网络,更不用说今日网络频段越来越多,一款较新的手机至少需求支撑2G、3G、4G加上WiFi、GPS等网络制式,智能手机的无名小卒而每一个制式都需求自己的射频前端模块。RFFE重要到什么程度呢?可以这么说,规划合理的RFFE对手机功用、工业规划、特性的立异来说至关重要。

  RFFE是射频收发器和天线之间的功用区,射频前端模块一般包含天线开关、多路器、滤波器、功率放大器(PAs)与低噪声放大器(LNAs)等无源器件。

  RFFE 越来越杂乱

  智能手机的规划跟着用户运用行为的改动而敏捷开展。早已逾越开端简略的语音和文本通讯,如今数字内容的创建和消费成为干流。大尺度屏幕的智能手机出货量大幅增长,2015年5英寸智能手机的出货量占总体的53%,而仅一年后就敏捷到达73%的出货量。更大的屏幕也意味着耗电量的添加,因而对电池续航时间的需求极为火急。添加电池续航力必定带来电池占用空间变大,这就变相紧缩了RFFE等其他组件可运用空间,RFFE规划更具应战。

  手机用户的需求变得十分详细:全球周游、超薄机身、超长的电池续航…… 这些都对手机规划者提出愈加严苛的要求。带宽正变得越来越宽,频率变得越来越高、PA的成效乃至散热都将成为问题。在市场高度老练竞赛也愈加剧烈的今日,要想发明利润,OEM厂商有必要比以往愈加尽力。为了简化供应链并减少库存危险,许多OEM厂商正在减少他们的最小库存单位(SKU)计数,手机支撑更多无线电频段和载波。如一加5(一款手机)的一个类型的SKU可支撑34个频段。支撑一切主要的频段/全球载涉及缩减规划空间等趋势,致使RFFE架构高度集成,功用也愈加杂乱。

  更薄的机身, 更大的屏幕, 更长的待机时间

  高度集成的RFFE组件,如调制解调器辅佐的天线调谐解决方案,已成为高端智能机的常见装备。没有这些组件, 三星Galaxy S8的无限显现这种立异的规划简直不可能完成。它大极限地提升了功用、节省了空间。

  三星Galaxy S8和S8+是第一款支撑16类LTE或"千兆LTE" 的高容量商用智能手机。其中RFFE是最有价值的和杂乱的规划,协助三星仅仅在单一规划上采用一些SKU就能完成全球掩盖。我们可以预见,在CAT-16 LTE前的几代产品中,RFFE的本钱和杂乱性仍然是一点点不变的,因而高度集成的RFFE组件主要应用于高端智能手机。

  

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功率功率比以往任何时候都重要

  自智能手机问世以来,规划者就从未中止对怎么不断改进能效的探究。事实上继手机屏幕之后, 一个最大的耗电设备就是RFFE。跟着时间的推移,最有用的功率放大器变得越来越重要,智能手机厂商也正赶紧布置这类技能。如,经过开发包络盯梢(envelope tracking --ET)技能以在LTE平台上寻求进步功率发射机功率的打破提升能效。

  在曩昔, 包络盯梢的一个约束是它的工作范围只能在最高20MHz的带宽上。但是, 现在新的解决方案已经开端支撑带宽高达40MHz, 这是在上行链路中可以2xCA的手机的一个重要功用。经过加倍的上行带宽, 用户可以上传他们拍照的内容, 如360VR视频,在如体育场这样的高需求场馆则可更快。跟着用户生成的内容变得更多, 上行链路载波聚合将可以给智能手机用户带来更好的体会。

  从4G 到5G 的搬运

  载波聚合的开展包含支撑5xCA与CAT-18LTE, 这使得全球的运营商更简单完成多接入带宽聚合, 采用授权的和无授权的频谱技能, 如授权频谱辅佐接入(LAA) 和LTE和Wi-Fi之间的天线共享。射频前端- 高端此外, 更先进的调制, 如下行256QAM和上行64 QAM, 使移动设备可以更有用地与网络交互, 完成快速下载和上传, 这是移动互联网最佳体会所必需的。

  

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  IHS Markit 猜测,截止2019年末5G设备将开端商用。而支撑5G新无线电(NR)将对RFFE带来更大压力。组件供货商有必要支撑新波形和更广泛的频段 (与移动宽带相关的), 从400MHz 到 6GHz, 以及附加的一组编码。智能手机的其他中心芯片,如基带,RFFE将需求供给向后兼容4G/3G/2G的操作形式。如果组件供货商不具备真实的体系级常识,将无法满足功用要求。