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2019年09月12日 | 赵玉龙：5G能力越大，挑战越大——Qorvo已经做好准备
2019-09-12 来源：EEWORLD
日前，在第二届IC全球企业家峰会5G芯片论坛上，来自Qorvo高级销售经理赵玉龙发表了主题演讲，就目前5G设备中射频前端系统和组件设计挑战做了介绍，作为射频前端领域的主要供应商之一，Qorvo对射频的理解可以说代表着射频界的普遍认识。
Qorvo高级销售经理赵玉龙
谈5G：能力越大责任越大
赵玉龙表示，今年是5G的元年，但并不是全面的量产，是有限的千万级别的量产水平，主要集中在Sub-6GHz频段的一些旗舰机出现。而到了明年下半年，支持5G的手机将会下沉到中低阶水平，也就是2-3000元的手机市场。
赵玉龙说道：“一个人的能力越大，那么它的责任越大，这句话非常适合5G市场，随着5G的能力越大，面临的挑战也自然越大。”
对于带宽来说，5G的频谱利用效率比4G其实只有19.4%的提高，而更重要的收益是来自于带宽的提高，从4G时代的20MHz到NR sub-6GHz的100MHz再到毫米波频段的400MHz，可以得到20倍提升。
5G给射频带来的巨大挑战
但频率增加随之而来的，就是射频所带来的挑战增加。从组网方式来说，NSA非独立组网时，EPC网络的架构没有变，数据流通过5G走, 而手机附着的网络依然通过4G进行，这就要求手机中有两套独立的系统运行，在5G进行数据流服务的同时，4G也要保持网络同步。而到了SA独立组网时，采用同样的收发机即可，射频终端架构也会因此简化。“但是这个过程不会太快，3G到4G大概3至4年时间，5G会更长一些。”赵玉龙说道。
5G射频的关键挑战主要在四个方面，具体包括新频段带来的频谱重耕(Refarming)；新的波形比如信号调制方式的引入和不同功率下EVM的要求；LTE和5G NR双通道连接要求；降低延迟和探测参考信号（SRS）的要求等等。而与之对应的解决办法包括了推出n77、n78以及N79的前端及DRx模块；升级LTE的FEM及DRx模块；全新的天线复用器以及新的天线调谐及滤波技术等。
赵玉龙介绍了5G相对于4G手机的新增部分，包括了n77和n79的TRx部分和N41/N77/79 DRX，主要都是由中高频带来的挑战。
“5G的射频前端相比4G来说的挑战非常大，包括前端路径更多，带宽更大，需要引入APT（Average Power Technology）及ET（Envelope Tracking），和Power Class 2等对功耗有更高的要求。”
射频挑战对PA和滤波器的影响
为此，Mid-Band和High-Band的射频前端模块都必须有全新的应对手段，以Qorvo产品为例，其前端模块就包含了25个die，采用了4种不同的工艺，包括砷化镓、SOI、CMOS以及BAW，基板多达十层，并采用self-shielding技术。
5G对射频前端的要求包括PA的功率更高、线性度更高，对于滤波器来说需要支持各种载波聚合，并能承受更高的功率。具体来说，比如5G要用到OFDM调制，信号的峰均比更大，这就会给PA集电极电压带来很大摆动，需要PA有更好的线性度和可靠性。而对于5G需要的256 QAM来说，同样也是会增加峰均比，而且256QAM对于调制精度的要求更高，稍微有错误整个信号解调就会出错。此外，5G和4G的邻信道泄漏比(ACLR)是相同的，但是因为5G的带宽比较大，因此对于ACPR特性要求要更高一些。
对滤波器的挑战主要是多工器和天线等带来的问题，2019年的LTE产品有9个多工器3个模块模式，而到了2020年的5G中将包括最多14个多工器和10个模式，这就加大了滤波器的复杂度。此外，整个PA的功率提高之后，滤波器承担的功率也要更多，需要滤波器的架构变得更易散热，包括BAW、FBAR等架构都将进一步发展。
综上，赵玉龙强调道，和4G相比，5G绝对不是只增加了一个数字这么简单，4G到5G无论是从射频系统还是整个生态系统，整个挑战巨大，需要各领先厂商不断交流协作，共同促进产业发展。
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