射頻前端市場蛋糕誘人 高通將扮演怎樣的角色？

　　智能手機(jī)市場飛速發(fā)展，技術(shù)不斷推陳出新，手機(jī)的作用早已不僅通話這么簡單。但無論如何進(jìn)化，通話都是手機(jī)基本功能。過去15年，從2G、2.5G到3G，再到現(xiàn)在的4G時(shí)代，智能手機(jī)能兼容的通信制式越來越多，上網(wǎng)速度也越來越快，為人們的工作娛樂帶來極大便利。多模多頻設(shè)備通信性能日益強(qiáng)大的背后，有一個(gè)一直以來被用戶忽略的部分——射頻前端(RFFE)。

　　不過，隨著智能手機(jī)屏幕、電池容量的增大，加上智能手機(jī)內(nèi)部功能組件的增多，PCB區(qū)域已成為移動(dòng)終端內(nèi)部寸土寸金的競爭地帶，他們都在擠壓著射頻前端的物理空間，加上移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，對于射頻前端的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度和技術(shù)難度帶來了極大的挑戰(zhàn)。在這一背景下，美國芯片巨頭高通強(qiáng)勢推動(dòng)射頻前端領(lǐng)域，它能夠扮演怎樣的角色，并帶來哪些技術(shù)創(chuàng)新?今天IT之家小編就和大家一同了解一番。

　　射頻前端是什么?

　　簡單來說射頻前端(RFFE)是可以將數(shù)字化信息轉(zhuǎn)換成無線電信號(hào)，因此能在空中發(fā)射和接受的功能。射頻前端輸出信號(hào)的質(zhì)量對整個(gè)智能天線系統(tǒng)的性能有決定性影響。在了解射頻前端之前，我們不妨先簡單了解一下手機(jī)信號(hào)接收、處理的過程和原理。

　　以小編在上面畫的這幅圖為例，手機(jī)天線在接收到無線信號(hào)(電磁波信號(hào))后，經(jīng)過選頻網(wǎng)絡(luò)剔除手機(jī)處理范圍之外的電磁波信號(hào)(例如廣播信號(hào)、對講機(jī)信號(hào)等)，留下手機(jī)信號(hào)，然后傳輸?shù)教炀€開關(guān)，根據(jù)接收到的信號(hào)頻段，天線開關(guān)會(huì)“放行”相應(yīng)頻段的信號(hào)，這樣可以避免不同頻段之間信號(hào)的干擾。被放行頻段的信號(hào)繼續(xù)傳輸，下一站就是濾波器，濾波器的作用是將手機(jī)信號(hào)中的一些雜波信號(hào)濾除，留下純凈的通話信號(hào)。經(jīng)過濾波后，手機(jī)信號(hào)會(huì)分成兩路出來，通常還會(huì)再經(jīng)過一個(gè)π型濾波進(jìn)一步提高信號(hào)的純凈度和穩(wěn)定性。而在電路中經(jīng)過一系列傳輸、濾波后，到這里信號(hào)會(huì)有明顯的衰減，于是接下來，還會(huì)經(jīng)過信號(hào)放大器，對信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行放大。接下來，信號(hào)便會(huì)進(jìn)入射頻集成電路，信號(hào)在這里會(huì)經(jīng)過混頻，解調(diào)等，濾除高頻載波信號(hào)，留下通話聲音的模擬信號(hào)(IQ信號(hào))，可以理解為基帶信號(hào)。不過因?yàn)镮/Q信號(hào)是模擬信號(hào)，而手機(jī)CPU能夠處理的是數(shù)字信號(hào)，因此IQ信號(hào)在到達(dá)CPU前，還要經(jīng)過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。而CPU對信號(hào)進(jìn)行處理后，再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，最終由手機(jī)聽筒輸出。

　　當(dāng)然，手機(jī)信號(hào)接收處理的實(shí)際過程遠(yuǎn)比小編介紹得要復(fù)雜，這里只是介紹了大致的流程，在這個(gè)過程中，天線和射頻集成電路之間的部分可以看做射頻前端，具體的構(gòu)成也比較復(fù)雜，主要由功率放大器(PAs)、低噪聲放大器(LNAs)、開關(guān)、雙工器、濾波器和其他被動(dòng)設(shè)備組成，包括收信單元和發(fā)信單元，其中收信單元的主要作用是接收來自用戶發(fā)出的上行射頻信號(hào)，對其進(jìn)行濾波、放大和下變頻處理;發(fā)信單元的主要功能是對基帶處理單元送來的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以及數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后上變頻到規(guī)定的射頻頻段并進(jìn)行功率放大，最后通過天線發(fā)射。以高通為例，具體的結(jié)構(gòu)如下圖：

　　通過上面的介紹可以看出，如果沒有射頻前端，智能手機(jī)顯然連網(wǎng)絡(luò)都連不上，而如果射頻前端設(shè)計(jì)合理，對智能手機(jī)的性能、功能以及工業(yè)設(shè)計(jì)等方面的創(chuàng)新會(huì)有十分重要的作用。

　　射頻前端當(dāng)下和未來的技術(shù)挑戰(zhàn)

　　如今的智能手機(jī)，特別是高端旗艦手機(jī)，打電話不僅要全網(wǎng)通，還要支持更多的頻段，例如全球全網(wǎng)通，除了打電話，還要上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、上傳下載網(wǎng)速也要快，這些需求的擴(kuò)大，越來越考驗(yàn)射頻前端技術(shù)的復(fù)雜程度，RFFE在當(dāng)下和未來也面臨著諸多新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　首先就是文章開頭提到的，智能手機(jī)屏幕平均尺寸在過去幾年間明顯增大，屏幕增大后電池容量和提及也需要隨之增大，加上手機(jī)的功能日益全面，組件增多，反映到智能手機(jī)內(nèi)部PCB板上，需要的空間也就越來越大，留給射頻前端的物理空間則已經(jīng)很小了，這種條件下，對射頻前端組件的集成度和技術(shù)復(fù)雜程度要求也就越來越高。當(dāng)然，射頻前端在智能手機(jī)中的價(jià)值也越來越大。