万物互联时代射频前端的重要性

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当前用手机通过无线网络上网已成为刚需,视频电话、网上购物、移动支付等都离不开无线网络。而“出门用4G/5G、在家用Wi-Fi”已成为大众的共识。

射频前端：无线通信背后的“功臣”

手机的无线通信模块大致包含天线、射频前端、射频收发及基带4个部分。其中,射频前端是手机无线通信模块的重要部分,无论是通过Wi-Fi还是4G/5G上网,想要实现顺畅的网络连接都离不开射频前端。射频前端是调制解调器和终端天线间的一套射频组件,影响并管理终端发送和接收的全部信号。如果没有射频前端,人们的手机将无法工作。从市场发展空间来看,随着4G向5G升级、Wi-Fi从802.11ac(Wi-Fi5)演进到802.11ax(Wi-Fi6)标准,无线通信射频前端模块需求明显增长,未来全球射频前端市场将迎来大规模扩张。此外,5G网络部署及5G智能手机普及的不断提速,也将带动全球射频前端市场高速增长。Gartner预测,到2026年射频前端市场规模将达到210亿美元,2019—2026年间的复合年增长率为8.3%。在蜂窝网络中,智能手机的射频前端设计因5G对射频要求呈指数级增长而变得更加复杂。与4G早期不到20个频段组合相比,5G有超过1万个频段组合,显著增加了射频前端的复杂性。而在无线局域网,Wi-Fi6E标准已引入6GHz的频谱,Wi-Fi7也已逐渐被大家熟知,Wi-Fi6E、Wi-Fi7的出现,对射频前端的要求也不断提高。除此之外,4G/5G和Wi-Fi信号必须保持分离,否则就会存在射频干扰的风险。因此,射频前端必须具备先进的过滤技术以避免射频信号的重叠和互相干扰。在这种情况下,为智能手机制造商提供一个成熟的、从调制解调器到天线的解决方案就显得至关重要。作为无线通信领域的佼佼者,高通已推出了多代从调制解调器到天线的完整解决方案。从数量繁多的组件,到各种特性及功能,高通将其打造成一个完整的系统。其中Wi-Fi射频前端模组融合了Wi-Fi基带芯片和天线之间所需的关键组件,放大并适配信号以支持最优无线传输。制造商可利用上述模组,快速且经济地开发Wi-Fi客户端设备。这种模式不仅能够解决射频前端的复杂性,而且为终端生态系统带来了巨大价值,可以帮助终端厂商节省硬件集成和测试的时间,使其更多地专注于工业设计和用户界面,为用户打造更好的产品。

赋能各类网联终端，向更多领域扩展

当前,无线通信技术正在影响越来越多的行业,这些行业的数字化转型步伐日渐加速。无线通信技术发展至今,其作用与价值已不只停留在智能手机领域,而是进入各类网联终端,为可穿戴设备、扩展现实（XR）、工业物联网、企业专网等领域带来全新可能性,赋能千行百业。以5G为例,截至2022年5月底,5G应用覆盖国民经济40个大类,在全国200多个智慧矿山、1000多个智慧工厂、180余个智慧电网、89个港口、超过600个三甲医院项目中得到广泛应用。以Wi-Fi为例,Wi-Fi不仅连接智能手机,也能够连接可穿戴设备等更多网联终端。在万物互联时代,射频前端同样至关重要。据悉,目前大多数已发布或正在开发的采用高通连接芯片的5G汽车、5G固定无线接入CPE和5GPC,都使用了高通射频前端技术或组件。近日,高通面向蓝牙、Wi-Fi6E和Wi-Fi7推出的全新射频前端模组引起了业界的关注。该模组适用于除智能手机之外的广泛的终端品类,包括汽车、XR、PC、可穿戴设备、移动宽带和物联网等。凭借全新产品,高通将其在射频前端技术的领导力向汽车和物联网领域扩展,助力OEM厂商应对行业当前面临的挑战,如开发成本高和可扩展性不足等。采用高通解决方案的OEM厂商,可以设计具有更高性能、更持久电池续航和更快商用上市的产品,从而加快创新步伐并向消费者提供更出色的体验。值得一提的是,高通推出的全新射频前端模组支持5G与Wi-Fi共存,与高通ultraBA滤波器配合可以支持5G/Wi-Fi并发,增强使用蜂窝网络终端的无线连接性能。

不仅射频前端，产品组合带来更优体验

高通不仅有射频前端模组,还推出了骁龙X705G调制解调器及射频系统、FastConnect7800、第三代高通专业联网平台等先进产品。制造商可利用全新模组以及高通的连接产品,为终端提供先进无线功能,也可选择第三方Wi-Fi和蓝牙芯片组,与上述模组一起使用。现阶段,无线通信技术在持续演进中。在Wi-Fi领域,Wi-Fi7已出现在大众视野中,其在Wi-Fi6的基础上引入了320MHz带宽、4KQAM、增强MU-MIMO等技术,相较于Wi-Fi6能够支持更高的数据传输速率和更低的时延。想要享受Wi-Fi7带来的畅快速度,少不了端到端Wi-Fi7生态系统。同样以高通为例,在手机侧,高通推出的FastConnect7800凭借高频多连接并发技术引领整个行业,该顶级特性面向Wi-Fi7网络,利用5GHz和6GHzWi-Fi连接所带来的巨大潜能,提供极致容量和持续极低时延,同时面向蓝牙和低带宽Wi-Fi释放高度拥挤的2.4GHz频谱。基于高频多连接并发技术,FastConnect7800支持所有多连接模式,用户可通过使用日益普及的6GHz频段中的320MHz信道,或全球范围可用的5GHz频段中的240MHz信道,体验更低的时延和更少的干扰,畅享无抖动的连接与巅峰速度。在路由网络侧,高通已发布第三代专业联网平台。依托多代专业联网平台的优势,第三代高通专业联网平台将Wi-Fi7网络特性与高通的智能多信道管理技术相结合,为Wi-Fi6/6E终端用户实现速度提升、时延降低及网络利用率的提升,同时也为Wi-Fi7终端设备带来具有变革意义的超高吞吐量和无与伦比的低时延。通过在高度可扩展且模块化的优化架构中引入多连接并发操作、4KQAM调制技术、四频配置等Wi-Fi7创新技术,第三代高通专业联网平台为网络连接解决方案树立了新的行业标杆,可为系统带来33Gbit/s的最大物理层（PHY）速率。基于高通FastConnect7800移动连接系统、第三代专业联网平台形成的端到端Wi-Fi7生态系统,厂商可以打造多品类产品,让用户享受先进的Wi-Fi7连接体验。在万物互联时代,射频前端模组与FastConnect7800、第三代高通专业联网平台等搭配组合,将为全球运营商带来极致灵活性,支持其最大限度地利用频谱资源,为消费者、企业等提供最佳网络连接。凭借领先的射频前端性能和覆盖全品类的产品布局,2021年高通射频前端单元累计出货量达80亿个。高通将从调制解调器到天线的领先优势和全面的射频前端技术组合扩展至汽车、物联网等更多领域,既推动了自身射频前端业务的持续增长,也为万物互联时代带来了无限可能。

作者：刁兴玲 孙天