Yole：5G 手机给射频前端带来巨大机遇
来自Qorvo半导体
行业知名机构 Yole Développement (Yole)的射频设备与技术部技术与市场分析师 Cédric Malaquin 在早前的一份报告中表示，移动设备正在加速向 5G 过渡。
他进一步指出，与 2020 年相比，2021 年 5G 手机的数量将增加一倍以上。这个普及速度比 10 年前的 LTE 标准要快得多。伴随着 5G 的爆发，射频设备的需求空前增加。与此同时，手机厂商还需要对以前的无线电标准提供支持。
“因此，我们必须将数百个射频组件安装到手持式设备中。这现在正在影响中端和入门级手机，而不仅仅是旗舰。”Cédric Malaquin 强调。
在 Cédric Malaquin 看来，在手机中实施的 5G 功能侧重于提高下载速度并使上行链路更加稳健。此外，尽管这目前仅适用于旗舰产品，然而在毫米波频率上创建了一条全新的无线电路径，这也是射频前端厂商的机会。
Yole 同时在报告中强调，5G 的引入增加了手机以及 RF 的复杂性。在保持可接受的外形尺寸的同时使用分立元件构建 5G 手机是一项挑战，为此需要推动更多的集成。
“在这种需求下，射频前端市场领导者都推出了适应多种市场需求的灵活模块产品。除此之外，有些厂商还为旗舰产品定制了模块”，Yole 射频技术和相关市场分析师 Mohammed Tmimi 博士肯定地说。
根据 Yole 射频团队预估，与 4G 版本相比，5G 手机中的射频含量高出 5 至 8 美元，而毫米波版本则多出 10 美元。 因此，射频前端市场正在蓬勃发展。
为此 Yole 表示，到 2021 年底，射频前端市场规模应该达到 170 亿美元，高于 2020 年的 140 亿美元。但他们也表示，自此之后，RF 前端市场的增长应该会放缓。而后随着 5G 成为主流且竞争进一步加剧时，射频前端的 ASP 将受到影响。根据分析师预计，射频前端市场在 2019 年（5G 推出之年）和 2026 年之间的复合年增长率为 8.3%，届时射频前端市场规模将达到 210 亿美元。
作为行业领先的射频方案供应商，Qorvo 也为 5G 做好了充分准备。
今年三月，Qorvo 宣布，将面向所有主要的 5G 智能手机制造商增加其 RF Fusion20 产品组合的出货量。RF Fusion20 是公司屡获殊荣的集成式 5G RF 前端 (RFFE) 模块系列的扩展。Fusion20 增加了接收路径集成和 RF 屏蔽功能，通过一整套完整的配置提供全面的收发覆盖范围，以满足不同区域的市场需求。
Qorvo Fusion20 模块还支持所有主要的基带芯片组关键的技术改进包括集成接收路径和低噪声放大器，有助于提高接收性能和连接性，同时节省宝贵的电路板空间。Fusion20 的每个模块都采用了 Qorvo 的 MicroShield RF 屏蔽创新技术。MicroShield 可最大限度地减少 RFFE 组件之间的不必要交互，使制造商能够简化开发流程，加快产品上市。Fusion20 有助于满足最严格的 5G 带宽要求，最高可达 200 MHz。
Fusion20 包括 QM77048 中/高频段、QM77043 低频段和 QM78207/208/209 超高频段模块，可根据具体的市场需求采用不同的区域配置。Qorvo 通过优化 Fusion20 并搭配 Qorvo Wi-Fi 6/6E 模块，可提供完整的 5G 前端解决方案。当作为一个系统实现时，这些模块为加快 5G 手机开发提供了一条可靠途径。
这些先进的模块都基于 Qorvo 大获成功的 RF FusionTM 5G 产品组合构建，多家领先的制造商都采用了该产品组合。RF Fusion 可实现一个完整的、高度集成 RFFE 解决方案，涵盖所有主要的 5G 和 4G 频段。
5G室内信道TOA（Time of Arrival）估计技术在实现精确室内定位方面发挥着关键作用。信号的波形设计、时间同步精度、多径效应处理以及接收端性能等因素对TOA估计的精度具有重要影响。设计具有高峰值功率比的脉冲信号、采用先进的时钟同步技术、应用多径分辨和融合算法以及利用高性能的接收机和天线阵列技术，都可以有效提高TOA估计的精度和稳定性。
5G网络在室内环境中的定位挑战，提出了一系列性能提升策略，通过优化信号设计，如使用高峰值功率比的脉冲信号和增加信号带宽，来提高信号在复杂室内环境中的捕获和识别能力，同时提升信号的传输速度和抗干扰能力。强调了时间同步的重要性，提出了采用更精确的时钟同步技术（如卫星同步、网络同步和自同步）来确保各接收点的时间基准一致，并通过优化同步算法和硬件设计减少误差和延迟。
联合时间同步定位算法通过融合时间同步与定位技术，实现高精度、高效率的室内定位。时间同步是该算法的基础，确保各接收点时间基准一致，以消除时钟误差。5G系统利用卫星同步、网络同步和自同步等技术以适应不同场景。算法依赖于多个接收点的TOA测量，通过测量无线信号传播时间获取定位信息。定位算法如最小二乘法和最大似然估计法用于位置估计。
在5G室内信道环境中，TOA（到达时间）估计技术用于通过测量无线信号从发射点到接收点的传播时间来计算距离。然而，由于多径效应、非视距传播、信号衰减以及环境动态变化等因素的影响，TOA估计面临重大挑战。为了提高TOA估计的精度和鲁棒性，5G系统采用了优化信号波形设计、先进的信号处理技术和多径分辨融合算法等技术手段。
Qorvo作为在业界享有很高的声誉的功频放大器供货商之一，在可穿戴的诸多产品中都得到了广泛应用，并以其卓越的性能和可靠性获得了客户的高度认可。Qorvo凭借其深厚的技术积累和创新精神，一直在推动可穿戴设备市场的发展，为消费者带来更加智能、便捷的生活体验。
