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射频前端市场蛋糕诱人 高通将扮演怎样的角色?

作者:时间:2017-07-28来源:IT之家

  智能手机市场飞速发展,技术不断推陈出新,手机的作用早已不仅通话这么简单。但无论如何进化,通话都是手机基本功能。过去15年,从2G、2.5G到3G,再到现在的4G时代,智能手机能兼容的通信制式越来越多,上网速度也越来越快,为人们的工作娱乐带来极大便利。多模多频设备通信性能日益强大的背后,有一个一直以来被用户忽略的部分——前端(RFFE)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201707/362312.htm

  不过,随着智能手机屏幕、电池容量的增大,加上智能手机内部功能组件的增多,PCB区域已成为移动终端内部寸土寸金的竞争地带,他们都在挤压着前端的物理空间,加上移动通信技术的发展,对于前端的设计复杂程度和技术难度带来了极大的挑战。在这一背景下,美国芯片巨头强势推动前端领域,它能够扮演怎样的角色,并带来哪些技术创新?今天IT之家小编就和大家一同了解一番。

  

射频前端市场蛋糕诱人 高通将扮演怎样的角色?

  前端是什么?

  简单来说前端(RFFE)是可以将数字化信息转换成无线电信号,因此能在空中发射和接受的功能。前端输出信号的质量对整个智能天线系统的性能有决定性影响。在了解前端之前,我们不妨先简单了解一下手机信号接收、处理的过程和原理。

  

射频前端市场蛋糕诱人 高通将扮演怎样的角色?

 

  以小编在上面画的这幅图为例,手机天线在接收到无线信号(电磁波信号)后,经过选频网络剔除手机处理范围之外的电磁波信号(例如广播信号、对讲机信号等),留下手机信号,然后传输到天线开关,根据接收到的信号频段,天线开关会“放行”相应频段的信号,这样可以避免不同频段之间信号的干扰。被放行频段的信号继续传输,下一站就是滤波器,滤波器的作用是将手机信号中的一些杂波信号滤除,留下纯净的通话信号。经过滤波后,手机信号会分成两路出来,通常还会再经过一个π型滤波进一步提高信号的纯净度和稳定性。而在电路中经过一系列传输、滤波后,到这里信号会有明显的衰减,于是接下来,还会经过信号放大器,对信号强度进行放大。接下来,信号便会进入集成电路,信号在这里会经过混频,解调等,滤除高频载波信号,留下通话声音的模拟信号(IQ信号),可以理解为基带信号。不过因为I/Q信号是模拟信号,而手机CPU能够处理的是数字信号,因此IQ信号在到达CPU前,还要经过A/D模数转换。而CPU对信号进行处理后,再转换为模拟信号,最终由手机听筒输出。

  当然,手机信号接收处理的实际过程远比小编介绍得要复杂,这里只是介绍了大致的流程,在这个过程中,天线和集成电路之间的部分可以看做前端,具体的构成也比较复杂,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,包括收信单元和发信单元,其中收信单元的主要作用是接收来自用户发出的上行信号,对其进行滤波、放大和下变频处理;发信单元的主要功能是对基带处理单元送来的数字信号进行调制以及数模转换,然后上变频到规定的频段并进行功率放大,最后通过天线发射。以为例,具体的结构如下图:

  

射频前端市场蛋糕诱人 高通将扮演怎样的角色?

 

  通过上面的介绍可以看出,如果没有前端,智能手机显然连网络都连不上,而如果前端设计合理,对智能手机的性能、功能以及工业设计等方面的创新会有十分重要的作用。

  前端当下和未来的技术挑战

  如今的智能手机,特别是高端旗舰手机,打电话不仅要全网通,还要支持更多的频段,例如全球全网通,除了打电话,还要上网浏览网页、上传下载网速也要快,这些需求的扩大,越来越考验前端技术的复杂程度,RFFE在当下和未来也面临着诸多新的技术挑战。

  首先就是文章开头提到的,智能手机屏幕平均尺寸在过去几年间明显增大,屏幕增大后电池容量和提及也需要随之增大,加上手机的功能日益全面,组件增多,反映到智能手机内部PCB板上,需要的空间也就越来越大,留给前端的物理空间则已经很小了,这种条件下,对前端组件的集成度和技术复杂程度要求也就越来越高。当然,前端在智能手机中的价值也越来越大。

  

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关键词: 射频 高通

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