當前5G已成業(yè)界熱議話題，業(yè)界各方紛紛發(fā)力。GSA最新發(fā)布的全球各地運營商5G策略，更是將2020這一5G商用時間點拉近至2019年。
5G商用不僅意味著技術的成熟，網(wǎng)絡的普及，更意味著終端和應用也要具備商用能力。而高通一直是全球5G領域的領頭羊，為推動5G不懈努力。近日，高通宣布推出全球首款面向智能手機和其他移動終端的全集成5G新空口毫米波及6GHz以下射頻模組——高通QTM052毫米波天線模組系列和高通QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列，成為5G進程中的重要里程碑之一。
成為重要里程碑，加速5G商用進程
高通推出的QTM052毫米波天線模組系列和QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列之所以能成為5G進程的重要里程碑之一，這是因為要想真正迎來5G時代，不僅需要5G網(wǎng)絡、5G設備還需要5G終端的支持。而在5G手機中，除了需要芯片還需要天線射頻等收發(fā)信號實現(xiàn)5G數(shù)據(jù)傳輸。射頻模組系統(tǒng)十分復雜，射頻模組設計制造起來也十分困難，很多研發(fā)實力不雄厚的公司做起來需要很長時間。
“高通充分考慮到5G需要的新技術，如信道探測參考信號（SRS）切換、MIMO等技術的難度，將這些技術都集成在模組里，幫助OEM廠商把5G射頻和天線側(cè)的難度消化了。”高通產(chǎn)品市場高級總監(jiān)沈磊如是說。
這樣一來，OEM廠商就不用自己再花費大量時間研發(fā)，只需要把高通推出的面向移動終端的毫米波及6GHz以下射頻模組集成到終端里就可以了。這樣，OEM廠商就可以把精力主要放在他們更為擅長的5G手機本身的設計上和5G應用、用戶體驗的研發(fā)上，大大加速和簡化5G終端上市的過程。
突破技術瓶頸，推出支持毫米波的5G射頻模組
眾所周知，無線通信的數(shù)據(jù)要想傳輸就需要頻譜作為傳輸載體，而當前無線通信中的大多數(shù)優(yōu)質(zhì)頻譜資源已被2G/3G/4G占用了，頻譜的重耕還需要很長時間。而且在國外，要想獲得優(yōu)質(zhì)頻譜資源，還需要拍賣才能獲得，一段窄窄的頻譜就需要運營商花費上億的資金來購買。
另一方面，在4G時代，一個載波可以實現(xiàn)100Mbit/s的傳輸速率，如果通過載波聚合、多天線等新技術最多可以達到1-2Gbit/s。到了5G時代，可以利用的傳統(tǒng)頻譜資源已經(jīng)很少了，而且更關鍵的是5G還需要支持更高的網(wǎng)絡速率，有很多未來應用的需要傳輸速率達到5Gbit/s、10Gbit/s甚至更高的水平。如此高的速率下就需要更多的頻譜資源支持。目前6G以下的頻譜資源大多數(shù)已經(jīng)被占用，于是只能在毫米波這個區(qū)域?qū)ふ铱捎妙l譜，支持5G業(yè)務應用中極高速速率傳輸和超大帶寬的需求。目前5G的毫米波研究也已經(jīng)成為了業(yè)界研發(fā)的焦點。近日，F(xiàn)uTURE推進委員會5G微波毫米波技術特別工作組發(fā)布了“5G毫米波頻譜規(guī)劃建議白皮書”，再次引發(fā)了業(yè)界對毫米波的關注。
提到毫米波，毫米波先天不太足，天生存在覆蓋范圍小、容易衰減、容易被遮擋等弊端。由于面臨諸多技術和設計挑戰(zhàn)，毫米波信號迄今仍未被應用于移動無線通信之中。這些挑戰(zhàn)幾乎涵蓋終端工程的方方面面，包括材料、外形尺寸、工業(yè)設計、散熱和輻射功率的監(jiān)管要求等。移動行業(yè)中很多人都認為毫米波在移動終端和網(wǎng)絡中的應用是不切實際且不可實現(xiàn)的。
毫米波傳輸信息是十分困難的，但高通這家以創(chuàng)新發(fā)明為基因的公司一直在讓很多看起來不可能的事兒成為可能。高通通過多年的投入和技術研發(fā)以及產(chǎn)品積累，通過定向發(fā)射、多天線形成相控天線陣列等技術解決毫米波傳輸性能差的問題，成功推出了支持毫米波的5G射頻模組。一直以來，高通對研發(fā)十分重視，截至目前，高通累計研發(fā)投入已達520億美元。
高通推出的支持毫米波的5G射頻模組可在26.5-29.5GHz（n257）以及完整的27.5-28.35GHz（n261）和37-40GHz（n260）毫米波頻段上支持高達800MHz的帶寬，這些頻段正是業(yè)界普遍認為未來5G將在毫米波選擇的頻段。
與驍龍X50調(diào)制解調(diào)器配合，形成完整系統(tǒng)
與QTM052毫米波天線模組同步推出的還有一個6GHz以下射頻模組系列——QPM56xx。其包括4個產(chǎn)品——QPM5650、QPM5651、QDM5650和QDM5652。QPM56xx射頻模組系列可以配合驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器和5G芯片組，幫助手機廠商針對6GHz以下頻段進行手機設計。
毫米波適用于在密集城市區(qū)域和擁擠的室內(nèi)環(huán)境中提供5G覆蓋，而5G新空口的廣泛覆蓋將通過6GHz以下頻段實現(xiàn)。QPM56xx射頻模組系列支持3.3-4.2GHz（n77）、3.3-3.8GHz（n78）和4.4-5.0GHz（n79）6GHz以下頻段，均是當前業(yè)界探討的熱門頻段。
各個國家和地區(qū)會根據(jù)歷史情況和頻譜資源情況來進行毫米波和6GHz以下頻譜部署。比如北美可能會首先在毫米波頻段進行5G部署，中國、歐洲、日本、韓國、澳大利亞等地都是使用6GHz以下頻段做第一波5G手機比較熱門的國家和區(qū)域。這些射頻前端的模組，配合高通驍龍X50調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)器，可以很容易幫助手機廠商針對這些市場進行手機設計。
這兩個射頻模組系列可與高通驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器配合，形成完整系統(tǒng)，共同提供從調(diào)制解調(diào)器到天線且跨頻段的多項功能，并支持緊湊封裝尺寸以適合于移動終端集成。
模塊化設計成就指尖上的模組
當前手機內(nèi)部的天線空間不斷受到電路板、屏幕、攝像頭、電池等不同組件的更多擠壓，留給天線的空間越來越有限，天線的性能也受到影響。要解決這些問題，模組化的解決方案必不可少。此外，如果用離散的器件來實現(xiàn)，可能需要上百個不同的器件，絕大部分的手機廠商還沒有具備實現(xiàn)和優(yōu)化離散式器件的能力，而高通已經(jīng)提前把這些器件整合好了。
值得一提的是，高通推出的射頻模組尺寸十分小，可謂是指尖上的模組。模組的小尺寸對手機廠商也是很大吸引力，可以很容易把它集成到手機中，這樣OEM廠商制造出來的手機就能盡量保持外觀、厚度都與現(xiàn)在的4G手機非常接近。
談到高通在5G射頻模組領域有哪些優(yōu)勢時，沈磊表示：“首先，高通在無線通信領域的積累很多，對5G標準、技術、產(chǎn)品了解深入；其次，在器件以及半導體工藝和能力上，高通可以自己制造芯片和調(diào)制解調(diào)器、收發(fā)器等，技術實力十分雄厚；再次，模組的設計和天線的設計有高度相關性，高通有做模組和做天線的能力，從基帶到收發(fā)器、前端、天線，所有的東西全部都設計好并集成到一個小小的模組中；最后，高通對手機OEM廠商的需求有很深刻的了解，對整個手機設計的流程、研發(fā)生產(chǎn)的工序等也了解頗深。”
明年此時，5G手機將面市
目前全球已有20家OEM廠商正努力基于高通驍龍X50調(diào)制解調(diào)器開展5G終端的研發(fā)。而早在今年1月，高通便同小米、vivo、OPPO、聯(lián)想等四家手機廠商簽訂了射頻前端解決方案跨年度采購訂單。在未來三年內(nèi)，四家手機廠商將采購價值總額不低于20億美元的射頻前端部件。同時Google、HTC、LG、三星和索尼等也與高通在未來射頻前端業(yè)務方面簽署了合作協(xié)議。高通推出的QTM052毫米波天線模組系列和QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列正在向客戶出樣。OEM廠商已經(jīng)拿到樣片，并已經(jīng)進入研發(fā)階段，初期反映也非常好。
讀者也許會有一個疑問，高通的5G調(diào)制解調(diào)器X50集成了6GHz以下的頻段和毫米波頻段，集成到一個調(diào)制解調(diào)器中。那么，這次，高通為何推出2款射頻模組，一款支持毫米波，另一款支持6GHz以下？
沈磊解釋道：“這是由射頻模組的物理特性決定的。6GHz以下的射頻鏈路架構和毫米波的射頻鏈路架構是完全不同的，所以我們要分開兩套來做。我相信未來會出現(xiàn)5G全球模手機的需求，而高通也會做下一步的整合并提供相應的先進方案。”
其實高通既有6Ghz以下的射頻模組也有毫米波的射頻模組，有另外一個顯著的好處。這樣可以讓手機廠商自主選擇，適應不同區(qū)域不同運營商選的不同頻段，比如賣到中國的手機就優(yōu)先選6Ghz以下的5G射頻模組，賣到美國的手機就優(yōu)先選毫米波的5G射頻模組集成到5G手機里，這樣手機廠商就可以很快地做出來5G手機了，也就加速5G商用了。
“目前來看，最快今年年底或者明年年初，第一波支持6GHz以下和毫米波頻段的數(shù)據(jù)設備基本上可以面世，到明年下半年會有更多的產(chǎn)品面世，大概到明年此時，大家將可以見到5G手機了。”沈磊透露。