5G新空口，高通無(wú)論在5G還是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，都有著深厚的積累

盡管與博通的博弈還在持續(xù)進(jìn)行中，但這絲毫難掩高通對(duì)即將到來(lái)的5G時(shí)代的渴望。高通首席執(zhí)行官史蒂夫·莫倫科夫就曾表示，“5G將在2035年產(chǎn)出價(jià)值高達(dá)12萬(wàn)億美元的產(chǎn)品和服務(wù)，創(chuàng)造2200萬(wàn)個(gè)工作崗位，其對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的影響將類(lèi)似于電力或汽車(chē)的出現(xiàn)。”

作為5G基礎(chǔ)技術(shù)的重要貢獻(xiàn)者，高通無(wú)論在5G還是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，都有著深厚的積累。而一年一度的世界移動(dòng)大會(huì)（MWC），則當(dāng)仁不讓的成為集中釋放技術(shù)利好消息的絕佳平臺(tái)。5G進(jìn)入商用沖刺倒計(jì)時(shí)3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程開(kāi)啟于2015年。伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，經(jīng)過(guò)各方的溝通、探討與合作，2017年12月21日，首個(gè)可實(shí)施的非獨(dú)立（Non-Standalone， NSA）5G新空口（5G NR）規(guī)范在葡萄牙里斯本舉行的3GPP TSG RAN全體會(huì)議上成功完成，包括高通在內(nèi)的30家參與標(biāo)準(zhǔn)制定的產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)一致認(rèn)為，首個(gè)5G新空口標(biāo)準(zhǔn)的完成將為全球移動(dòng)行業(yè)開(kāi)啟5G新空口的全面發(fā)展，為在2019年盡早實(shí)現(xiàn)5G新空口大規(guī)模試驗(yàn)和商用部署奠定了基礎(chǔ)。 此次標(biāo)準(zhǔn)的完成被視作是支持5G新空口高效、全面發(fā)展的重要里程碑，極大增強(qiáng)了3GPP系統(tǒng)的能力，有助于創(chuàng)造更多進(jìn)入垂直市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。由于5G新空口底層規(guī)范旨在同時(shí)支持獨(dú)立（SA）和非獨(dú)立5G新空口，因此，3GPP決定在該基礎(chǔ)上繼續(xù)制定Release 15，包括增加對(duì)獨(dú)立5G新空口的支持，以確保讓全球行業(yè)受益于大規(guī)模單一5G新空口生態(tài)系統(tǒng)。這意味著，從2018年開(kāi)始，5G進(jìn)入了商用沖刺倒計(jì)時(shí)。

首個(gè)真實(shí)5G網(wǎng)絡(luò)模擬，展示5G巨大潛力

理論上，5G的網(wǎng)絡(luò)容量將是現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的1000倍，5G速率可以達(dá)到10Gbit/s。但5G在真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)上性能究竟如何一直沒(méi)有清晰的定義。為了展現(xiàn)未來(lái)5G用戶的體驗(yàn)，高通在過(guò)去數(shù)月中進(jìn)行了業(yè)界首個(gè)詳細(xì)的5G新空口網(wǎng)絡(luò)與終端模擬實(shí)驗(yàn)，可為運(yùn)行于非獨(dú)立多模4G/5G新空口網(wǎng)絡(luò)的5G以及千兆級(jí)LTE終端的預(yù)期真實(shí)性能與用戶體驗(yàn)提供定量洞察，從而展示5G的巨大潛力。高通開(kāi)展的第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M在德國(guó)法蘭克福的一個(gè)NSA 5G新空口網(wǎng)絡(luò)，在頻寬為100MHz的3.5GHz頻譜上運(yùn)行，底層千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)跨5個(gè)LTE頻段運(yùn)行；第二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M在加利福尼亞州舊金山的一個(gè)假定NSA 5G新空口網(wǎng)絡(luò)，在頻寬為800MHz的28GHz毫米波頻譜上運(yùn)行，底層千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)跨4個(gè) LTE許可頻段及多個(gè)許可輔助接入（LAA）頻段運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)于單純的LTE網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)向5G新空口網(wǎng)絡(luò)的遷移后，下行鏈路容量可提升高達(dá)5倍。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)還在3.5GHz頻譜上實(shí)現(xiàn)了高達(dá)4倍的頻譜效率均值提升，為大規(guī)模MIMO技術(shù)所能帶來(lái)的性能增益提供了令人信服的證據(jù)。

5G新空口，下一階段走向何方？

2017年底，高通與中興通訊（中頻段）和愛(ài)立信（毫米波頻譜）合作完成了5G新空口系統(tǒng)互通測(cè)試，其中與中興的合作則是業(yè)界首個(gè)。在上月初，高通又與華為、諾基亞分別成功完成了5G新空口系統(tǒng)互通測(cè)試，從而為2018年開(kāi)始的無(wú)線路測(cè)和2019年開(kāi)始的增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）商用網(wǎng)絡(luò)的面市掃清了障礙?！案咄ㄔ?G技術(shù)上的領(lǐng)導(dǎo)力也反映在我們與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的合作上?！备咄ㄊ袌?chǎng)營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)總監(jiān) Peter Carson說(shuō)，目前全球18家運(yùn)營(yíng)商和20家領(lǐng)先的終端制造商已選擇采用高通驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器用于首批5G網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)和消費(fèi)終端，業(yè)界已準(zhǔn)備就緒，將在2019年上半年為用戶提供這些令人驚嘆的5G用戶體驗(yàn)?！梆B(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)”。今年晚些時(shí)候，美國(guó)、中國(guó)、歐洲和亞洲的全球領(lǐng)先移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商—AT&T、英國(guó)電信、中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、德國(guó)電信、KDDI、韓國(guó)電信公司、LG Uplus、NTT DOCOMO、Orange、新加坡電信、SK電訊、Sprint、Telstra、TIM、Verizon和沃達(dá)豐就將開(kāi)展基于3GPP Release 15 5G新空口標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)，他們用來(lái)測(cè)試并確認(rèn)這些新興網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵設(shè)備就是驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器，以確保消費(fèi)者在2019年可以使用5G。消費(fèi)者手中能否會(huì)有5G移動(dòng)設(shè)備來(lái)使用這些網(wǎng)絡(luò)？20個(gè)主要的OEM廠商都給出了“是”的答案，包括華碩、富士通公司、富士通連接技術(shù)有限公司（Fujitsu Connected Technologies Limited）、HMD Global（諾基亞手機(jī)生產(chǎn)公司）、HTC、Inseego/Novatel Wireless、LG、NetComm Wireless、NETGEAR、OPPO、夏普、Sierra Wireless、索尼移動(dòng)、Telit、vivo、聞泰科技、啟碁科技（WNC）、小米和中興通訊等公司均宣布采用驍龍X50 5G新空口調(diào)制解調(diào)器系列，自2019年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)支持6GHz以下和毫米波頻譜頻段的5G移動(dòng)終端的商用。與此同時(shí)，基于Release 15基礎(chǔ)，高通方面認(rèn)為下一階段的5G新空口重點(diǎn)將轉(zhuǎn)移到增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶以外的用例。為此，在剛落下帷幕的MWC 2018上，高通重點(diǎn)展示了三個(gè)5G新空口擴(kuò)展領(lǐng)域，分別是：——5G新空口頻譜共享。

5G頻譜共享技術(shù)有望在免許可及共享頻譜中提升移動(dòng)寬帶性能，并有望發(fā)揮重要作用將5G拓展至如面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的私有網(wǎng)絡(luò)這類(lèi)的新型部署。該演示展示了依賴(lài)于空間域多路復(fù)用（SDM）和協(xié)作多點(diǎn)（CoMP）概念的先進(jìn)空間域頻譜共享技術(shù)。通過(guò)在免許可與共享頻段上實(shí)現(xiàn)更緊密的用戶協(xié)調(diào)，該技術(shù)可提升網(wǎng)絡(luò)容量和用戶吞吐量。——業(yè)界首個(gè)5G新空口無(wú)線PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)。面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的私有5G網(wǎng)絡(luò)是3GPP 5G新空口下一階段的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行工業(yè)以太網(wǎng)的能力可推動(dòng)工廠重新配置以提高生產(chǎn)力和靈活性，而這正是工業(yè)4.0的關(guān)鍵概念。該演示預(yù)展了支持亞毫秒級(jí)時(shí)延的5G新空口超可靠低時(shí)延通信（URLLC）全新用例，包括在要求嚴(yán)格的工廠自動(dòng)化應(yīng)用中進(jìn)行精確指揮和控制的能力?！?G新空口的蜂窩V2X技術(shù)。C-V2X在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛中發(fā)揮著重要作用，可幫助汽車(chē)交流其意圖，從而支持先進(jìn)路徑規(guī)劃所需的高預(yù)測(cè)能力。基于5G新空口的C-V2X技術(shù)通過(guò)補(bǔ)充型功能增強(qiáng)現(xiàn)有的C-V2X技術(shù)，支持高吞吐量和URLLC功能的同時(shí)后向兼容，以支持先進(jìn)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)用例，包括高吞吐量傳感器、意圖分享和3D高清地圖更新。

意義非凡的5G模組與X24調(diào)制解調(diào)器

除了進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)容量模擬實(shí)驗(yàn)外，高通還于MWC 2018期間發(fā)布了高通驍龍5G模組解決方案，通過(guò)將最基本的5G組件集成進(jìn)簡(jiǎn)單模組，簡(jiǎn)化終端設(shè)備設(shè)計(jì)、降低總擁有成本并支持更快商用時(shí)間，幫助那些希望以便捷的方式充分利用5G技術(shù)的原始設(shè)備制造商，支持他們?cè)?a target="_blank">智能手機(jī)和主要垂直行業(yè)中快速商用5G。高通的全新5G模組解決方案在幾個(gè)模組產(chǎn)品中集成了一千多個(gè)組件，涵蓋數(shù)字、射頻、連接和前端功能的組件。其中關(guān)鍵組件包括應(yīng)用處理器、基帶調(diào)制解調(diào)器、內(nèi)存、PMIC、射頻前端（RFFE）、天線和無(wú)源組件，OEM廠商僅通過(guò)組合幾個(gè)簡(jiǎn)單模組就可進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免了采用1000多個(gè)組件打造其終端的復(fù)雜性。這意味著高通成為首家提供劃時(shí)代的、整體交鑰匙型商用5G模組解決方案的公司。從目前正在使用的4G網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，4G LTE將繼續(xù)保持演進(jìn)態(tài)勢(shì)，其中千兆級(jí)LTE將是5G移動(dòng)體驗(yàn)必不可少的一個(gè)重要支柱，特別是在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期覆蓋不全面的時(shí)候，更需要千兆級(jí)網(wǎng)絡(luò)提供充分的支持，才能確保用戶統(tǒng)一的高速網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。數(shù)據(jù)顯示，截止2017年11月，全球已有25個(gè)國(guó)家的43家運(yùn)營(yíng)商正在測(cè)試或規(guī)劃部署千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)，為5G鋪平道路。繼X16和X20千兆級(jí)LTE調(diào)制解調(diào)器之后，高通在MWC2018上展示了第三代千兆LTE調(diào)制解調(diào)器—驍龍X24，這也是全球首款商用發(fā)布的7納米芯片組，并與愛(ài)立信、NETGEAR和Telstra共同進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示。

作為全球首款商用發(fā)布的、支持高達(dá)2Gbps下載速度的Category20 LTE調(diào)制解調(diào)器，驍龍X24提供了2倍于第一代千兆級(jí)LTE調(diào)制解調(diào)器的速度。而在上行鏈路方面，驍龍X24可支持Category 20上傳速度、3x20 MHz載波聚合和高達(dá)256-QAM的調(diào)制方式。此外，驍龍X24還實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)移動(dòng)行業(yè)業(yè)界首創(chuàng)—最高可支持下行鏈路七載波聚合（7Xca），并在最多5路聚合的LTE載波上支持4x4 MIMO，從而使其能夠同時(shí)支持最多達(dá)20路的LTE空間數(shù)據(jù)流。極致下載速度并非X24的全部意義所在。由于能夠同時(shí)支持許可頻譜、許可輔助接入（LAA）和全維度多輸入多輸出（FD-MIMO），X24的真正意義在于能夠幫助移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商充分調(diào)動(dòng)其頻譜資源，提高其千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)的容量。同時(shí)將千兆級(jí)LTE的各項(xiàng)功能擴(kuò)展為多模式5G設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。射頻前端：手機(jī)中的無(wú)名英雄過(guò)去的十年間，手機(jī)行業(yè)經(jīng)歷了從2G/2.5G到3G，再到4G兩次重大產(chǎn)業(yè)升級(jí)。在4G普及過(guò)程中，“五模十三頻”、“五模十七頻”等概念成為手機(jī)廠商重要的宣傳熱點(diǎn)。它不但體現(xiàn)了智能手機(jī)兼容不同通信制式的能力，也是手機(jī)通信性能的核心競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)。這其中，射頻前端模塊（RFFEM）作為核心組件，扮演著極為重要的“幕后英雄”角色。射頻前端模塊主要包括功率放大器（PA）、天線開(kāi)關(guān)（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器（Duplexer和Diplexer）和低噪聲放大器（LNA）等。

讓我們用一種更為直觀的敘述，來(lái)表明市場(chǎng)對(duì)射頻前端模塊的巨大需求。2015年，一款頂級(jí)智能手機(jī)中大概需要50個(gè)濾波器，用以支持15個(gè)頻段。而到2020年，一款頂級(jí)智能手機(jī)中將包含約100個(gè)濾波器，以支持30-40個(gè)頻段。根據(jù)Mobile Expert的預(yù)測(cè)，2015年至2020年，全球用于移動(dòng)通信終端的射頻前端市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到13%，到2020年，市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)180億美元。正是提前預(yù)判到了這一趨勢(shì)，2016年1月，高通宣布與TDK成立RF360控股新加坡有限公司（“RF360控股公司”）。新公司將擁有包括表面聲波（SAW）、溫度補(bǔ)償表面聲波（TC-SAW）和體聲波（BAW）在內(nèi)的一系列全面的濾波器和濾波技術(shù)。此外，RF360控股公司還將提供包括CMOS、SOI與GaAs功率放大器、廣泛的開(kāi)關(guān)產(chǎn)品組合、天線調(diào)諧、低噪聲放大器（LNA）以及業(yè)界領(lǐng)先的包絡(luò)追蹤解決方案。之所以選擇與TDK進(jìn)行合作，高通方面此前曾表示，一是看中了TDK所擁有的全線濾波器和功率放大器產(chǎn)品。另一方面，隨著射頻前端解決方案的復(fù)雜度越來(lái)越高，封裝技術(shù)的重要性越發(fā)被工業(yè)界認(rèn)可。以手機(jī)射頻前端為例，隨著整體架構(gòu)復(fù)雜度不斷上升，為滿足小型化的要求，需要將功率放大器、濾波器和Switch開(kāi)關(guān)電路集成為一顆芯片。然而，它們各自通常采用不同工藝制造，多種工藝技術(shù)的應(yīng)用使得它們的集成嚴(yán)重依賴(lài)以SiP模塊（PAMiD）為代表的先進(jìn)封裝技術(shù)，而TDK在該領(lǐng)域具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

目前，PAMiD已經(jīng)集成了天線開(kāi)關(guān)、功率放大器、多工器與濾波器，而最新的趨勢(shì)是再將低噪放大器也集成進(jìn)去。在RF360控股公司成立后的數(shù)個(gè)月內(nèi)，高通就在全球領(lǐng)先的智能手機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)領(lǐng)域中取得了一系列重大成就。除了包絡(luò)線跟蹤和天線調(diào)諧等傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)外，高通還為L(zhǎng)G V30，索尼Xperia XZ Premium等高端智能手機(jī)提供了PAMiD模塊（功率放大器模塊，包括雙工器）；三星Galaxy S8等設(shè)備則采用了包絡(luò)跟蹤器、阻抗調(diào)諧器、分集接收模塊、孔徑調(diào)諧器、低噪聲放大器、提取器和BAW濾波器；一些中端智能手機(jī)則采用了FEMiD模塊（包括雙工器的前端模塊）。而在今年1月舉辦的 2018 高通中國(guó)技術(shù)與合作峰會(huì)上，聯(lián)想、OPPO、vivo 和小米分別與高通簽署射頻前端解決方案跨年度采購(gòu)諒解備忘錄，四家公司表示有意向在三年內(nèi)向高通采購(gòu)價(jià)值總計(jì)不低于20億美元的射頻前端部件。隨著智能手機(jī)達(dá)到千兆級(jí)LTE速率，手機(jī)中蜂窩頻段的數(shù)量也在迅速增加以提供支持。為了在廣泛的頻率頻段上支持載波聚合、同時(shí)管理干擾問(wèn)題并提供卓越的無(wú)線電性能，先進(jìn)的濾波技術(shù)是必需的。

在今年的MWC 2018上，RF360控股公司就宣布推出全新的六工器解決方案。該方案可集成在包括雙工器模組在內(nèi)的功率放大器模組（PAMiD）中，并為下一代PAMiD模組提供關(guān)鍵的聲學(xué)構(gòu)建模塊?；贐AW和SAW的六工器是前代四工器的升級(jí)，通過(guò)在千兆級(jí)LTE和未來(lái)的5G多模終端中支持面向載波聚合的、極具競(jìng)爭(zhēng)力的射頻性能，它們將成為設(shè)計(jì)具備輕薄外形的單天線終端的關(guān)鍵。5G技術(shù)擁有更高的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，因此要求調(diào)制解調(diào)器、收發(fā)器、RFFE、天線和網(wǎng)絡(luò)之間的結(jié)合更緊密。顯然，僅僅光靠功率放大器或?yàn)V波器來(lái)構(gòu)建5G解決方案無(wú)異于杯水車(chē)薪，設(shè)備制造商真正需要的，是包含從“調(diào)制解調(diào)器到天線”系統(tǒng)解決方案所需的全部軟、硬件產(chǎn)品。擁有自己的調(diào)制解調(diào)器（modem），這是高通與第三方射頻元器件廠商相比所擁有的非常重要的差異化優(yōu)勢(shì)。在此前的采訪中，高通方面認(rèn)為，“第三方僅僅擁有一個(gè)或幾個(gè)簡(jiǎn)單的射頻元器件，只能獨(dú)立地工作實(shí)現(xiàn)一些硬件上的功能。但有些技術(shù)，比如包絡(luò)追蹤（Envelope Tracking）、TruSignal天線信號(hào)增強(qiáng)等，必須要與高通的Modem平臺(tái)緊密配合才能實(shí)現(xiàn)最好的性能。”也就是說(shuō)，當(dāng)高通的modem與這些器件一起配合，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)自適應(yīng)的調(diào)諧系統(tǒng)時(shí)，它能夠幫助優(yōu)化不同場(chǎng)景下的天線性能。這并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的切換頻率，在不同頻段下進(jìn)行調(diào)諧的處理，而是要能夠識(shí)別不同的場(chǎng)景，并在不同的場(chǎng)景下去優(yōu)化天線性能。要做到這一點(diǎn)，這些技術(shù)就必須和modem配合，否則是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。作為半導(dǎo)體行業(yè)首家能夠?yàn)轫敿?jí)智能手機(jī)帶來(lái)一套完整的從調(diào)制解調(diào)器到天線端口解決方案的公司，高通 Technologies的解決方案由一套射頻前端組件構(gòu)成，包括含雙工器的功率放大器模組（PAMiD）、QET4100包絡(luò)追蹤器（ET）、先進(jìn)天線調(diào)諧、以及QDM3620、QDM3630、QDM3640分集接收模塊。在今年的MWC 2018上，索尼移動(dòng)（Sony Mobile）和華碩就分別宣布將在全新Xperia XZ2智能手機(jī)和始終連接的PC中首次完整采用高通射頻前端所有套件、以及集成X20千兆級(jí)LTE調(diào)制解調(diào)器的高通驍龍845移動(dòng)平臺(tái)。