从4G到5G,qorvo教你设计射频前段架构

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3月4日报道称,5G即将迎来商用化,各通信企业开始相继推出面向企业客户的新服务。在物联网(IoT)市场上,通信企业将打造可高速收发大量数据的环境。不仅面向使用智能手机的个人客户,还将增加与制造业等其他行业的合作,5G有可能改变产业的竞争格局。

射频前端架构有何不同?
 
据Qorvo亚太区移动事业部市场战略高级经理陶镇介绍,从频段角度考虑,5G时代除了主流频段外,由于引进了5G NR的标准,会有3.5GHz、4.8GHz等频段出现,以及不断重耕的LTE频段,因此需要射频前端器件能够支持更多的频段,或者原来4G频谱的设备件必须要支持更高的5G标准。
 
对于工作模式而言,基于5G新空口的波形,相比4G有更大的峰均比,有可见的子载波间隔,以及可动态调节的功率频率范围,这些都是5G射频前端架构以及器件设计上极大区别于传统4G的地方。
 
再从信号传输角度考虑,5G要求更快速的传输速率,就需要更多的MIMO。在4G LTE时代,已经做到了4×4的MIMO。到2019年,5G的4×4下行MIMO或是2×10的上行MIMO可能会成为一个标准,届时必须要支持四个下行链路的和两个上行链路,这对射频前端的设计也是一种挑战。此外,由于现在有了SA和NSA两种不同的组网方式,对射频前端来说更多的挑战也随之而来。
 
如何设计一个典型的5G射频前端架构?
 
因此,在未来5G智能终端支持多模多频段的终端里,一个典型的射频前端架构必须要涵盖支持不同频段的射频前端模块,如低频(1GHz以内)、中频(2GHz以内)、UHB超高频(3.5GHz)以及N79频段(4.4GHz-5.0GHz),根据这四个不同的频段要有不同的射频收发模块,以及支持分级接收的接收模块。

 

qorvo推出射频新型的射频前端器件

射频前端(RFFE)是移动电话的射频收发器和天线之间的功能区域,主要由功率放大器(PAs)、低噪声放大器(LNAs)、开关、双工器、滤波器和其他被动设备组成。一个设计合理的RFFE对于当前在手机性能、功能和工业设计方面的创新至关重要。而随着通信技术每一代的进步,射频前端的复杂性也在不断增加。频谱的增加、带宽的提高、波形的演进对传统的射频前端器件设计带来了诸多挑战。此外,随着业界采用新的Power Class 2标准,将天线处的输出功率增加至26dBm,以克服高频频率下更大的电波传播损耗,提高功率输出变得愈发重要。增加PA的输出功率,同时保持线性,最大限度地减少电流消耗并避免散热问题是提高射频前端性能的关键。
 
Qorvo采用专有的HBT5 GaAs工艺,提供了业界领先的线性功率输出和功率附加效率(PAE,power added efficiency),还显著提高了设备的平均寿命。Qorvo第五代RF Flex射频前端模块产品组合可实现业界领先的功率输出和线性度,并且在低、中、高频段内提供超低插入损耗。因此最大程度地提高了性能裕量,有助于智能手机制造商满足带内上行CA(carrier aggregation,载波聚合)和带间下行CA的严格要求,也支持所有主要的4G基带。智能手机制造商还可以对第5代RF Flex产品组合进行个性化定制,针对区域覆盖范围添加Qorvo SAW/BAW滤波器。
 
 Qorvo推出的QM75041 是支持n41频段的射频前端模块解决方案,同时也满足PC2的技术要求并针对高级RF的平台,包括旗舰智能手机和数据设备进行优化,从而加快 5G 测试和部署。
 
Qorvo还推出适用于智能手机、便携式电脑、平板电脑和其他无线移动设备的5G RF前端(RFFE)--- QM19000。Qorvo高度集成的高性能QM19000 RFFE可实现高线性度、超低延迟和极高吞吐量,以满足或超越未来5G应用的开发需求
 
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加速5G商用,Qorvo的芯态度
 
随着5G商业化的逐步临近,现已形成的初步共识认为5G标准下现有的移动通信、物联网通信标准将进行统一,因此未来在统一标准下射频前端芯片产品的应用领域会被进一步放大。Qorvo作为全球领先的创新RF解决方案提供商,一直以来致力于为智能手机、基础设施和航天国防领域提供核心技术及射频解决方案,在5G射频前端市场更是积累了许多核心技术。

 

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