深藏功與名的移動體驗(yàn)英雄竟是它——射頻前端解決方案

提到完美的移動體驗(yàn)，大多數(shù)人腦海里都會冒出極速下載、超長續(xù)航、低發(fā)熱低功耗、纖細(xì)設(shè)計等要求，而這些卓越性能背后的支柱，卻是一位鮮為人知的英雄——射頻前端解決方案。

前段時間，在由咨詢巨頭和金融信息公司合并而成的IHS Markit發(fā)表的一篇報告中表示，從最早主要用于通話和短信的功能機(jī)，到下載速度快于很多家庭網(wǎng)絡(luò)連接的智能手機(jī)，射頻前端作（RFFE）為手機(jī)設(shè)計自問世以來最重要的一個環(huán)節(jié)，卻一直以來都被忽視。如果沒有適當(dāng)?shù)腞FFE，設(shè)備根本無法連接到移動網(wǎng)絡(luò)。一個設(shè)計合理的RFFE對于當(dāng)前在手機(jī)性能、功能和工業(yè)設(shè)計方面的創(chuàng)新是至關(guān)重要的。

這個一向低調(diào)的射頻前端（RFFE） 是移動電話的射頻收發(fā)器和天線之間的功能區(qū)域，主要由功率放大器 （PAs） 、低噪聲放大器 （LNAs） 、開關(guān)、雙工器、濾波器和其他被動設(shè)備組成。以高通今年5月正式發(fā)布的Snapdragon 660/630移動平臺為例，它們除了顯著的性能提升、更長的電池續(xù)航時間以及極速LTE連接速度、極佳的拍攝和增強(qiáng)游戲體驗(yàn)，還包括了集成基帶功能，以及包括射頻前端（RFFE）、集成Wi-Fi、電源管理、音頻編解碼器和揚(yáng)聲放大器在內(nèi)的軟硬件組件，支持一套完整的移動解決方案。

在此前Snapdragon 660/630移動平臺的發(fā)布會上，高通首次把先進(jìn)的射頻功能和技術(shù)放到了臺面上。據(jù)了解，高通整體射頻前端的技術(shù)大概可分為兩部分，一部分是射頻前端的技術(shù)和產(chǎn)品；另一部分是兩個比較先進(jìn)的射頻前端技術(shù)：包絡(luò)追蹤和TruSignal天線增強(qiáng)技術(shù)。

射頻前端，復(fù)雜而關(guān)鍵

手機(jī)先是經(jīng)歷從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，此后又歷經(jīng)2G、3G、4G幾輪重大產(chǎn)業(yè)升級。在2G、3G時代頻段較少，射頻前端的價值相對比較低，復(fù)雜性也比較低。但當(dāng)手機(jī)發(fā)展到4G早期，頻段就增至16個，隨著4G技術(shù)不斷普及，“五模十三頻”、“五模十七頻”等也成為手機(jī)行業(yè)熱詞。而當(dāng)前最流行的全網(wǎng)通，頻段更是多達(dá)49個。等到2020年5G開始規(guī)模商用，屆時諸如毫米波等頻段將會增加。

其次，載波聚合組合發(fā)展非常迅猛。從LTE到LTE-Advanced演進(jìn)過程中，更寬頻譜的需求是影響演進(jìn)的最重要因素，為此3GPP標(biāo)準(zhǔn)提出了載波聚合技術(shù)。它可以將多個載波聚合成一個更寬的頻譜，同時也可以把一些不連續(xù)的頻譜碎片聚合到一起，能很好地滿足LTE、LTE-Advanced系統(tǒng)頻譜兼容性的要求，不僅能加速標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，還能最大限度地利用現(xiàn)有LTE設(shè)備和頻譜資源。載波聚合后最直觀的好處就是傳輸速度的大幅度提升，延遲降低，有效改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升吞吐量，使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載更加均衡，尤其是在負(fù)載較重的時候效果會更明顯。

載波聚合動態(tài)原理圖

載波聚合是4G LTE的關(guān)鍵技術(shù)之一，報告中指出，隨著每一代無線寬區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WWAN）技術(shù)的發(fā)展，射頻前端的復(fù)雜性也在不斷增加。然而，與之前任何一代相比，最新一代的旗艦產(chǎn)品在射頻內(nèi)容和復(fù)雜性方面已經(jīng)有了一個階梯式躍進(jìn)。從LTE-A到LTE-A Pro的升級可能是目前RFFE設(shè)計復(fù)雜程度最大的一次飛躍。

△射頻前端細(xì)分結(jié)構(gòu)示意圖

下行的載波聚合現(xiàn)在已經(jīng)從兩載波聚合發(fā)展到三載波聚合，甚至四載波、五載波聚合的要求，下行載波聚合要求的增加，會對雙工器、四工器、甚至是五工器、六工器，增加出來很多新的需求。比如說，上行的載波聚合或者說高功率用戶設(shè)備（HPUE）的需求，或者功率放大器（PA）的性能以及對功率放大器的要求提出新的挑戰(zhàn)。