飛象網訊(路金娣/文)眾所周知,由于面臨諸多技術和設計挑戰,毫米波信號迄今仍未被應用于移動無線通信之中。這些挑戰幾乎涵蓋終端工程的方方面面,具體體現在材料、外形尺寸、工業設計、散熱和輻射功率的監管要求等。移動行業中很多人都認為,毫米波在移動終端和網絡中的應用是不切實際且不可實現的。但如今,通過高通的不斷創新和嘗試,這種情況將成為過去式。
近日,高通正式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,即QTM052毫米波天線模組系列和QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列。雙系列均可與高通的驍龍X50 5G調制解調器配合,共同提供從調制解調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。
這項發布不僅打破了毫米波不可能用于移動無線通信的觀點,還意味著此類從調制解調器到射頻且跨毫米波和6GHz以下頻段的解決方案正幫助移動5G網絡和終端準備就緒,為實現5G大規模商用提供支持。5G將離用戶更近一步。
應對毫米波挑戰 Qualcomm推出QTM052毫米波天線模組
毫米波的優勢是帶寬很寬,可以實現5G的高速率,但缺點是傳輸性能比較差,具體表現在三方面:一、傳播距離不太遠,比如在全向發射時,這些頻譜的能量發散比較快,容易衰弱,無法傳播到很遠的地方;二、這些頻譜容易被樓宇、人體等阻擋、反射和折射;三、它們受限于很多空間因素,其中一個主要因素就是水分子對這些頻譜的吸收程度很高,舉例來說,在下雨時、穿過樹葉、穿過人體時,它的衰減會非常快。然而,無線通信對信號的要求很高,以確保穩定、優質的用戶體驗;如果信號受限于距離、物理阻擋或者天氣變化,那用戶體驗便無法獲得保障。
因此,如何保障毫米波的傳輸性能,如何通過多天線技術使信號的覆蓋增強,如何將毫米波的天線設計在手機上,同時降低人手對信號的阻礙以實現更多的增益,以及如何使毫米波技術更好地適應終端的尺寸和功耗,這些都成為高通研究的重點。
高通此次推出的QTM052毫米波天線模組可與驍龍X50 5G調制解調器協同工作并形成完整系統,以應對毫米波帶來的巨大挑戰。
作為完整系統,其可支持先進的波束成形、波束導向和波束追蹤技術,以顯著改善毫米波信號的覆蓋范圍及可靠性。該系統包括集成式5G新空口無線電收發器、電源管理IC、射頻前端組件和相控天線陣列,并可在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。
最重要的是,QTM052模組可將所有這些功能集成于緊湊的封裝尺寸中,其封裝面積可支持在一部智能手機中最多安裝4個QTM052模組。這將支持OEM廠商不斷優化其移動終端的工業設計,幫助其開發外形美觀且兼具毫米波5G新空口超高速率的移動終端,并支持這些終端最早于2019年上半年推出市場。
5G更近一步 QPM56xx射頻模組支持5G新空口大規模MIMO技術
為了實現OEM廠商在2019年發布5G手機的愿景,高通還同步推出了一個6GHz以下射頻模組系列,并將其命名為QPM56xx。此外,由于毫米波適用于在密集城市區域和擁擠的室內環境中提供5G覆蓋,同時5G新空口的廣泛覆蓋將通過6GHz以下頻段實現,QPM56xx射頻模組系列(包括QPM5650、QPM5651、QDM5650和QDM5652)可幫助搭載驍龍X50 5G調制解調器的智能手機在6GHz以下頻段支持5G新空口。QPM5650和QPM5651包括集成式5G新空口功率放大器(PA)/低噪聲放大器(LNA)/開關以及濾波子系統。QDM5650和QDM5652包括集成式5G新空口低噪聲放大器/開關以及濾波子系統,以支持分集和MIMO技術。
上述模組均支持集成式信道探測參考信號(SRS)切換以提供最優的大規模MIMO應用,并支持3.3-4.2GHz(n77)、3.3-3.8GHz(n78)和4.4-5.0GHz(n79)6GHz以下頻段,這些6GHz以下射頻模組為移動終端制造商提供可行路徑,幫助其在移動終端中支持5G新空口大規模MIMO技術,從而支持到中國、歐洲、日本、韓國、澳大利亞等使用6GHz以下頻段做第一批5G智能手機的國家和地區。
目前,QTM052毫米波天線模組系列和QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列正在向用戶出樣。
高通產品市場高級總監沈磊表示,分別推出毫米波和6GHz以下的5G射頻模組,更多是基于其物理特性來決定的。由于6GHz以下的射頻鏈路架構和毫米波射頻鏈路架構完全不同,所以目前需要分開兩套技術來做。鑒于5G發展還處于初期階段,最早的5G智能手機可能都將是具有針對性的、采用不同技術的5G手機。而在更遠的未來,隨著技術的不斷演進、市場的不斷發展,高通也會進一步開發、整合相應的解決方案,以滿足消費者的需求。