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TechnicalFeature 技术特写
5G给手机行业带来了新的射频挑战
5G Brings New RF Challenges for Handsets
BenThomas，Qorvo，北卡罗来纳州格林斯巴勒市
在 一定程度上，由于标准制定的速度加快， 于6GHz，指定为FR1；毫米波，指定为FR2（见
5G正迅速迈向全球部署，给智能手机制造
图3）。最初的移动部署将使用FR1，其中包括
商带来了许多新的射频（RF）挑战。移动运营 若干3GHz以上的新5G频段。目前正在开发在手
商今年开始安装基础设施，首批5G手机有望于 机中支持毫米波频率的技术方法，但该技术不
2019年推出。尽管在未来许多年内，4G LTE仍 如支持低于6GHz频段的技术成熟。
将是最主要的蜂窝网络接入技术，但据业内估 在 FR1 中，单个载波的最大带宽为
计，5G智能手机的销量将稳步增长。最新的爱 100MHz，是LTE的最大带宽20MHz的5倍。5G
立信移动报告预测，到2023年底，5G移动用户 规范强制要求手机支持频段在1GHz以上的2个
数将超过10亿，占全球移动数据流量的20%。 上行载波和4个下行载波，以分别实现200和
随着首批5G部署即将问世，智能手机制造 400MHz的总带宽。15版规范包含600多个新载
商面临巨大压力，他们需要制定实施策略，将 波聚合(CA)组合，包括许多4G和5G波段的NSA
5G技术应用到手机产品上。这不是一项简单的 组合。管理这一前所未有的带宽和CA组合所
任务，因为5G会极大地增加射频的复杂性，在 面临的挑战波及了整个射频子系统。5G定义了
带宽、线性度和电源管理等方面带来挑战。 两种替代波形，这进一步增加了复杂性：CP-
OFDM和DFT-s-OFDM。CP-OFDM在资源模块
5G概况 中提供了很高的频谱封装效率，并为MIMO提供
针对5G规范所做的早期工作主要侧重于增 了良好的支持。DFT-s-OFDM是用于LTE上行链
强型移动宽带（eMBB），即第一个5G用例。 路的同一波形，其频谱封装效率更低，但范围
eMBB提供的数据速率预计会达到现今LTE速度 更广。
的20倍。于2017年12月发布的3GPP 15版（见图
1）的第一阶段包含了非独立（NSA）5G新无线 对手机设计的影响
电（NR）的草案规范。NSA利用LTE锚频段进 5G将对手机射频前端(RFFE)产生巨大影
行控制，并使用5G NR频段提供更快的数据速率 响。该标准要求手机在基本同样大小的空间中
（见图2）。这是为了让运营商能够使用其现有 解决额外的复杂射频问题（见图4）。需要采用
的LTE网络来更快地提供5G速度。 创新方法来支持多个同步上行链路和下行链路
2018年6月，3GPP接着推出了5G独立 连接的要求，且RFFE在支持这种海量带宽的同
（SA）NR规范。SA无需LTE锚点，但需要建设 时，需要提供非常高的线性度并管理好功耗。
一个全5G网络。如图1所示，该标准组还制定了 NSA双连接
未来18个月的时间线，包括“后期放弃”15版 尽管5G NSA为运营商提供了加快5G部署
的额外特性，以及16版的工作计划，这些内容 的方法，但也增加了射频复杂性，因为它要求
会开始将5G规范的范围扩展到移动宽带以外的 实现LTE和5G双连接。在某些情况下，手机可
各种新应用，包括自动驾驶汽车和物联网。 能会在一个或多个LTE频段中传输数据，同时在
为了实现加快数据速度的承诺，以及支持 一个5G频段上接收数据。这就大大增加了传输
更高的容量，5G将大幅增加用于手机通信的频 频率谐波降低接收器灵敏度的可能性。其中一
谱范围和带宽。频谱分配到两个频率范围：低 个示例就是LTE频段1、3、7和20与新5G FR1频
2017 2018 2019 2020
Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1
Rel-15 NSA Rel-15 NSA
(Option-3) (Option-3)
Freeze ASN.1
Rel-15 SA Rel-15 SA
(Option-2) (Option-2)
Freeze ASN.1 Rel-15 Late Rel-15 Late
Drop Freeze Drop ASN.1
Rel-16 SI Rel-16 SI/WI Phase
Rel-16
Freeze
Rel-16
ASN.1
图1：3GPP 5G标准时间线。
24 www.mwjournalchina.com Microwave Journal China 微波杂志 Nov/Dec 2018
