不知大家有没有如此经历：坐在飞驰的汽车上玩微信，明明可以接收别人的消息，而自己编写的消息却死活发不出去？这是因为蜂窝小区上行链路与下行链路覆盖范围不同所导致的，而即将部署的 PC2 似乎可以极大缓解这一问题。
可以接收对方的消息，自己的却发不出去，不知大家碰到过没有？
PC2，也可称作“UE Power Class 2”。在 3G、4G 网络中,用户终端被称为“UE”, 包含手机、智能终端、多媒体设备、流媒体设备等等；Power Class，则指功率等级。从字面意思理解，PC2 就是指用户终端以功率等级 2 规定的最大输出功率工作。
PC3 局限性日益增加
虽然 UE 并不会一直按最大输出功率工作，但定义最大输出功率意义十足——事实上 UE 最大输出功率限制了移动通信上行链路的传输距离。目前，对于绝大多数的 4G LTE 频段（除应用于公共安全领域的 B14 外），3GPP 仅规范了一种功率等级，即 Power Class 3（下称 PC3），将 UE 的最大输出功率限制在 23 dBm±2 的水平。
不过随着无线网络的发展，PC3的局限性越发明显。
- 首先，随着移动通信频谱逐渐向高频迁移，无线信号在传播过程中的衰减加剧，导致基站覆盖范围变小，尤其在 4G 频段当中处于相对高频的 B41（2.5~2.7GHz）频段。
- 其次基站与用户终端的发射功率并不平衡，4G LTE 网络下行与上行链路的功率差异大约为 5 dB，因此在某些只有下行覆盖的区域，用户终端只能下载数据而不能上传数据，这往往会造成接入或切换失败的后果。
- 再者要解决上述两个棘手问题，通常以提高基站密度为代价，这就变相增加了网络建设成本与维护成本。
- 另外，全球范围内部署的 TD-LTE 网络中，大多数应用场景是以部署于低频段的 LTE FDD 网络做覆盖，以部署于高频段的 TD-LTE 网络提供小范围的大容量覆盖，但由于这两种网络覆盖范围不一致，导致小区边缘用户的业务体验还有待提高。
PC2 商用化势在必行，行业或面临洗牌
上文种种原因说明，提高上行链路的传输距离，以改善高频段 4G 网络覆盖范围很有必要。因此 2016 年初，GTI 发布了白皮书介绍 PC2 的优势，而 3GPP 也几乎在同一时间将 PC2引入到标准研究工作当中。目前相关标准制定工作已经完成，预计到 2017 年年中，美国运营商 Sprint 将会推出全球首个支持 PC2 的商用化产品，到 2018 年，主导 PC2 应用的运营商之一的中国移动也将推出 PC2 的商用化产品。
增加 3dB 后，4G 基站上行链路的覆盖范围将发生明显变化
不过在 PC2 商用化以前，存在许多技术挑战。根据标准定义，PC2 在 PC3 的基础上，把 UE 最大输出功率提高 3 dB 至 26 dBm±2 的水平（23dBm 可换算成 200mW，26dBm 可换算成 400mW），这几乎使得UE的最大输出功率翻倍，UE的射频电路必须做个“大手术”。因为这个“大手术”，4G 手机射频行业可能面临洗牌。
Qorvo 眼中的 PC2 及 Qorvo 三大优势
在近期举办的第六届年度中国ICT媒体论坛上，Qorvo 中国区移动产品销售总监江雄表示：“PC2 的这 3dB 其实不好做。它不单止是 PA 的问题，还牵扯到整个链路，线性度、效率、插损、匹配等等，一系列问题都需要通盘考虑。”
Qorvo 中国区移动产品销售总监江雄在第六届年度中国 ICT 媒体论坛上讲解 Qorvo 的 PC2 解决方案
自 2015 年初 RFMD 与 TriQuint 合并成 Qorvo 后，其 RF Fusion™ 与 RF Flex™ 系列产品表现相当抢眼，4G 射频器件的出货量更是节节攀升。这家拥有数座 GaAs 以及 GaN 晶圆厂的老牌射频芯片厂商，对 PA 技术的研究相当深厚。“PA 技术一直在演进中，在某些方面已经做到了极致，”江雄在同一场会议上说道：“PA 的功率要提得更高，那么线性度、效率这些指标都要比较好，这一系列的指标背后需要靠好的生产工艺来支撑。”
优秀的生产工艺一直是 Qorvo 引以为豪的铁拳。凭借独有的高性能 HBT（HeterojunctionBipolar Transistor，异质结双极晶体管）工艺，Qorvo 将 GaAs 的潜能挖掘到极致。“Qorvo 新推出的第五代 HBT 工艺再次提升了 GaAs 技术，使之能够支持更高增益，这对研发针对 PC2 的 PA 产品相当有利。目前新一代工艺的关键技术只有 Qorvo 掌握了，而 Qorvo 2016 年中后的 GaAs 新产品都将用到这项工艺。”江雄透露。
Qorvo 的融合方案能节省大约 0.5dB 的匹配损耗
当 PA 输出更高功率的问题得以解决后，就得将目光投向射频链路的其余部分了。传统分离方案搭建的射频链路，把包括 PA、滤波器、开关等器件组合到一起，需要进行阻抗匹配，而匹配加入的电阻电抗则会损耗能量。这些损耗让功率没法进一步提高，尤其是分离方案，任何射频器件的两端都需要进行标准化（50Ω）的匹配。但 Qorvo 高集成的融合方案却可以省去多余的匹配，直接将PA与滤波器相匹配、滤波器与射频开关相匹配，从而减少能量损耗。江雄说明道：“以 Qorvo 的融合产品为例，大约可以节省 0.5dB 因匹配产生的损耗，所以要提高功率，融合方案比分离方案有很大优势。”
提高输出功率，整个链路的电流自然也会相应提高，这对电量要求严苛的用户终端来说影响较大。江雄对此解释道：“虽然最终产品还在制作中，但根据我们对测试样品的现场试验，电流表现其实蛮好。因为采用的是 TDT 技术，实际电流会以看到的电流除以一个系数，所以并没有看到电流明显增加。另外我们还会采用ET技术应对电流提高的问题，以达到省电的目的。”
Qorvo 解决方案针对 PC2 的三大优势：高集成度的融合产品、高级 BAW 滤波器以及先进的 HBT 工艺
不管怎么说，电流提高是事实，这会引起其它连锁反应，譬如射频链路的温度改变，不过 Qorvo 似乎已成竹在胸。温度变化常常会造成滤波器的中心频率漂移，这对信号抗干扰非常不利，而 Qorvo 高级 BAW 滤波器具有低温漂甚至零温漂的特性，在温度变化下仍然有很好的带外抑制，而且其低插损、高功率容量，亦不会受到功率提高带来的不利影响。“Qorvo 不仅有高性能的 PA 与射频开关，还有高级 BAW 滤波器，这是其它没有 BAW 滤波器技术的射频厂家非常羡慕的地方。把这些领先技术放在一起做融合方案，做出来的产品效果会非常好，也极大简化了终端厂商的设计难度。”江雄表示。
Qorvo的PC2解决方案
Qorvo 的 B41 频段 PC2 解决方案简介
Qorvo 的融合方案已经历了几代产品，从最开始支持单载波、B41 窄带的，发展到支持双载波、B41 宽带的，再到新一代支持 PC2 的产品，集成度越来越高、性能越来越好。目前Qorvo 针对 PC2 的融合方案还在优化，已有数家业界领先的手机厂商在进行评估工作，其中 QM75004 支持多种平台芯片，QM78065/35 是为特定的天线结构设计，再下一代的产品则会集成 LNA，来应对更为复杂的天线设计和弥补天线能力的不足。关于 PC2 产品价格问题，江雄表示：“仍然会与整个市场相符合的价格去做，可能会有一点点变化，但是总体来讲不会有太大影响。”
总结
综上，PC2 的标准研究工作已经完成，若部署 PC2，将大幅改善 4G LTE 网络的上行覆盖范围，提高小区边缘的总体性能，并节省运营商网络建设成本。未来两年，国内外涉及到B41 频段的运营商均会积极推动 PC2 的商用化，而 Qorvo 则凭借独有的 HBT 生产工艺、优势极大的融合方案、以及低温漂的高级 BAW 滤波器，已为即将到来的 PC2 时代做足准备。
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发表于 2017-2-16 13:57:13
