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从4G到5G,高端智能手机射频前端如何进化?

2017年07月17日 14:07 次阅读

从最早主要用于通话和短信的功能机,到下载速度快于很多家庭网络连接的智能手机,射频(RF)前端是一 直以来被忽视的一个部分。如今,大多智能手机用户甚至都不知射频前端为何物,但它仍然是手机设计自问世以来最重要的一个环节。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。如果没有适当的RFFE,设备根本无法连接到移动网络,从而对于如今的用户来说毫无用处。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是至关重要的。

随着智能手机市场的不断成熟,高端市场不断推陈出新。早期的高端智能手机屏幕较小,电池寿命较短,移动网络带宽不足以传输高清视频或下载大文件。幸运的是如果用户不仅仅满足于通话和短信而有更多需求,现在他们可以整日沉浸在自己手机上,尤其是自LTE手机诞生以来。在过去的几年里,智能手机用户的需求已经得到了扩展,一定程度上受益于于YouTube、Facebook和Twitter等社交媒体应用的日益普及。这些应用软件加快了用户生成内容的生产和消费,推动了更快、更一致的下载和上传速度。自LTE设备诞生以来,RFFE的复杂性显著增加;设备的其他功能的改进也在改善整体用户体验方面获得更多的肯定,但是这些改进导致了一个更具挑战性的RFFE设计环境。

如今类似消费视频的用户应用体验持续增强,以至于成为智能手机用户最常见的应用行为之一。因此,随着智能手机出货量的增长,屏幕尺寸也随之快速增大。屏幕在5英寸及以上的智能手机2016年出货量占73%, 而一年前只有53%。大屏幕通常会拖累电池寿命,这也带动了更大的电池容量设计。这些变化和其他功能的改进共同导致了关键RFFE组件的物理空间减少。与此同时,考虑到大尺寸屏幕对电池续航的影响,RFFE的设计要比以往更重视电源使用效率。

Gigabit LTE 与 射频前端: 这很复杂

随着每一代无线宽区域网络(WWAN)技术的发展,射频前端的复杂性也在不断增加。然而,与之前任何一代相比,最新一代的旗舰产品在射频内容和复杂性方面已经有了一个阶梯式跃进。从LTE-A到LTE-A Pro的升级可能是目前RFFE设计复杂程度最大的一次飞跃。

RFFE的设计复杂程度标准随着同一设备内发射和接受通道的数量增加而提高。这通常与RFFE设计中使用的天线数量和支持的空间数据流的数量相关。正如在上图Galaxy S6 Edge+和下图S7 Edge中所看到的,在Cat 6和Cat 9/12设备之间,天线架构保持相对不变,而在Cat 16 设备中将会看到天线数量的显著增加。

随着其扩展的载波聚合能力、更高阶的调制、更复杂的天线架构、越来越多的空间流以及LTE-U功能,像Galaxy S8和S8+这样新型高端智能手机的RFFE可以说是在它们发布时最复杂的智能手机射频设计。

Galaxy S8和S8+是第一款支持Cat16 LTE的量产智能手机,其下行链路速率约为千兆比特每秒 (1Gbps) ,与上代旗舰级调制解调器支持LTE Cat12 600Mbps的速率相比有了显著的提高。更快的下载速度不仅使终端用户受益,而且还使移动网络运营商和网络上的其他设备受益。Cat16 LTE带来更快的数据传输速度,移动设备更小的占空比,更延长的电池续航时间,同时也通过更高效的网络交互释放了网络资源。此外,运营商还可以通过像LTE-U这样的技术来利用免牌照的频谱。

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爱立信5G战先下一城 提前卡位

第三代英特尔5G移动试验平台(MTP)将带领我们...

MTP极大地缩短了电信运营商和设备制造商进行5G测试的时间,并且无需在不同的测试配置中实际交换电子组...

发表于 2018-04-06 19:42 828次阅读
第三代英特尔5G移动试验平台(MTP)将带领我们...

2018年是5G的首次大规模商用启动节点

来到2018年,5G已经从之前的理论变成了现实,并且在不久的将来将会进行商用。

发表于 2018-04-06 09:30 670次阅读
2018年是5G的首次大规模商用启动节点

看看联发科英特尔华为5G手机厂商的5G商用热身运...

随着第一版的5G新无线(5G NR) Release 15标准在去年12月底定,来自全球各地的电信营...

发表于 2018-04-06 00:37 818次阅读
看看联发科英特尔华为5G手机厂商的5G商用热身运...

即将到来的5G时代联发科更是处于一个不利的位置

在性能方面与高通当下的中高端芯片骁龙660相差不大,骁龙660采用四核Kryo 260 2.2GHz...

发表于 2018-04-05 17:31 819次阅读
即将到来的5G时代联发科更是处于一个不利的位置

5g网络什么时候商用_5G预商用时间确定

2018年4月1日,雄安新区迎来一周年。继中国移动在雄安完成首次 5G 远程自动驾驶测试之后, 中...

发表于 2018-04-05 14:11 974次阅读
5g网络什么时候商用_5G预商用时间确定

国内首个5G电话成功拨通_是你想象的样子吗

近日宣布在广州成功打通了基于3GPP R15标准的第一通电话,正式开通端到端 5G 商用系统规模外场...

发表于 2018-04-05 14:02 461次阅读
国内首个5G电话成功拨通_是你想象的样子吗

一文看懂5G行业市场的发展前景预测

5G 是 4G 的延伸,但与4G不同的是,5G并不是一个单一的无线接入技术,而是一个真正意义上的融合...

发表于 2018-04-05 13:55 424次阅读
一文看懂5G行业市场的发展前景预测

“大块”频谱夯实5G发展之基_FDD彻底退出5G...

近日,欧盟就3. 5G Hz频段和26GHz频段5G使用要求征求公众意见。此举,标志着欧盟5G频谱战...

发表于 2018-04-05 13:33 274次阅读
“大块”频谱夯实5G发展之基_FDD彻底退出5G...

一文看懂5G业务与“利益隔离”的原则

最近在研究“利益隔离”原则,这个原则非常有意思。什么是利益隔离,就是一项业务如果直接得益,可能它就是...

发表于 2018-04-05 13:31 313次阅读
一文看懂5G业务与“利益隔离”的原则

全球5G产业鸣枪起跑,华为加速布局

华为力拼晋身5G龙头,想尽办法让5G标准有利该公司,作法之一是在「第三代合作伙伴计画」( 3GPP ...

发表于 2018-04-05 09:04 2845次阅读
全球5G产业鸣枪起跑,华为加速布局

5G技术助力FPC行业进入新一轮高速增长

近年来,挠性电路板( FPC )成为印刷电路板行业增长最快子行业。日前,工信部办公厅发布通知,正式启...

发表于 2018-04-04 17:16 67次阅读
5G技术助力FPC行业进入新一轮高速增长

人工智能的10大事件 阿里商汤科技科大讯飞都包括...

以色列特拉维夫的LawGeex研发了一套法律AI平台,当前已与多间大学的法学院进行合作并举行了比赛,...

发表于 2018-04-04 17:03 1805次阅读
人工智能的10大事件 阿里商汤科技科大讯飞都包括...

严肃地来猜想一下有哪些6G技术?

试想一下,6G时代,你戴着一个配备360度摄像头的头盔,该头盔利用Visual MIMO技术识别周边...

发表于 2018-04-04 16:04 340次阅读
严肃地来猜想一下有哪些6G技术?

所有智能手机都支持5g路由器吗?5g路由器支持什...

本文开始介绍了路由器的概念和路由器的作用功能,其次介绍了5g路由器优缺点,最后分析了是否所有智能手机...

发表于 2018-04-04 14:39 348次阅读
所有智能手机都支持5g路由器吗?5g路由器支持什...

什么是5g路由器_5g路由器有必要吗

本文开始介绍了5g路由器的概念和5g路由器特点,其次分析了发展5g路由器是否有必要,最后分析了路由器...

发表于 2018-04-04 14:28 158次阅读
什么是5g路由器_5g路由器有必要吗

5g系统总体架构及功能介绍

本文开始介绍了5G的概念和5G的关键性能,其次介绍了5G技术指标和5G的七大新功能,最后介绍了5g系...

发表于 2018-04-04 14:10 433次阅读
5g系统总体架构及功能介绍

一文看懂802.11ac和802.11n的区别

802.11n是在802.11g和802.11a之上发展起来的一项技术,最大的特点是速率提升,理论速...

发表于 2018-04-04 12:10 218次阅读
一文看懂802.11ac和802.11n的区别

【下载】《射频板PCB工艺设计规范》

发表于 2018-03-26 17:24 1777次阅读
【下载】《射频板PCB工艺设计规范》

[射频芯片] 求推荐性价比高的超低功耗无线射频模块

发表于 2018-03-25 19:57 186次阅读
[射频芯片] 求推荐性价比高的超低功耗无线射频模块

回收SMB100A模拟射频信号源

发表于 2018-03-23 18:11 95次阅读
回收SMB100A模拟射频信号源

回收SMC100A经济型模拟射频信号源

发表于 2018-03-23 18:10 101次阅读
回收SMC100A经济型模拟射频信号源

回收安捷伦53210A射频频率计数器

发表于 2018-03-22 19:43 81次阅读
回收安捷伦53210A射频频率计数器

回收N9310A射频信号发生器

发表于 2018-03-22 15:22 66次阅读
回收N9310A射频信号发生器

NRF2401AG 射频收发芯片

发表于 2018-03-16 18:02 240次阅读
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SMA射频连接器

发表于 2018-03-16 09:12 284次阅读
SMA射频连接器

回收N9923A手持式射频矢量网络分析仪

发表于 2018-03-15 15:11 79次阅读
回收N9923A手持式射频矢量网络分析仪