射頻前端市場(chǎng)蛋糕誘人 高通將扮演怎樣的角色？

　　智能手機市場(chǎng)飛速發(fā)展，技術(shù)不斷推陳出新，手機的作用早已不僅通話(huà)這么簡(jiǎn)單。但無(wú)論如何進(jìn)化，通話(huà)都是手機基本功能。過(guò)去15年，從2G、2.5G到3G，再到現在的4G時(shí)代，智能手機能兼容的通信制式越來(lái)越多，上網(wǎng)速度也越來(lái)越快，為人們的工作娛樂(lè )帶來(lái)極大便利。多模多頻設備通信性能日益強大的背后，有一個(gè)一直以來(lái)被用戶(hù)忽略的部分——射頻前端(RFFE)。

　　不過(guò)，隨著(zhù)智能手機屏幕、電池容量的增大，加上智能手機內部功能組件的增多，PCB區域已成為移動(dòng)終端內部寸土寸金的競爭地帶，他們都在擠壓著(zhù)射頻前端的物理空間，加上移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，對于射頻前端的設計復雜程度和技術(shù)難度帶來(lái)了極大的挑戰。在這一背景下，美國芯片巨頭高通強勢推動(dòng)射頻前端領(lǐng)域，它能夠扮演怎樣的角色，并帶來(lái)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)射頻前端(RFFE)是可以將數字化信息轉換成無(wú)線(xiàn)電信號，因此能在空中發(fā)射和接受的功能。射頻前端輸出信號的質(zhì)量對整個(gè)智能天線(xiàn)系統的性能有決定性影響。在了解射頻前端之前，我們不妨先簡(jiǎn)單了解一下手機信號接收、處理的過(guò)程和原理。

　　以小編在上面畫(huà)的這幅圖為例，手機天線(xiàn)在接收到無(wú)線(xiàn)信號(電磁波信號)后，經(jīng)過(guò)選頻網(wǎng)絡(luò )剔除手機處理范圍之外的電磁波信號(例如廣播信號、對講機信號等)，留下手機信號，然后傳輸到天線(xiàn)開(kāi)關(guān)，根據接收到的信號頻段，天線(xiàn)開(kāi)關(guān)會(huì )“放行”相應頻段的信號，這樣可以避免不同頻段之間信號的干擾。被放行頻段的信號繼續傳輸，下一站就是濾波器，濾波器的作用是將手機信號中的一些雜波信號濾除，留下純凈的通話(huà)信號。經(jīng)過(guò)濾波后，手機信號會(huì )分成兩路出來(lái)，通常還會(huì )再經(jīng)過(guò)一個(gè)π型濾波進(jìn)一步提高信號的純凈度和穩定性。而在電路中經(jīng)過(guò)一系列傳輸、濾波后，到這里信號會(huì )有明顯的衰減，于是接下來(lái)，還會(huì )經(jīng)過(guò)信號放大器，對信號強度進(jìn)行放大。接下來(lái)，信號便會(huì )進(jìn)入射頻集成電路，信號在這里會(huì )經(jīng)過(guò)混頻，解調等，濾除高頻載波信號，留下通話(huà)聲音的模擬信號(IQ信號)，可以理解為基帶信號。不過(guò)因為I/Q信號是模擬信號，而手機CPU能夠處理的是數字信號，因此IQ信號在到達CPU前，還要經(jīng)過(guò)A/D模數轉換。而CPU對信號進(jìn)行處理后，再轉換為模擬信號，最終由手機聽(tīng)筒輸出。

　　當然，手機信號接收處理的實(shí)際過(guò)程遠比小編介紹得要復雜，這里只是介紹了大致的流程，在這個(gè)過(guò)程中，天線(xiàn)和射頻集成電路之間的部分可以看做射頻前端，具體的構成也比較復雜，主要由功率放大器(PAs)、低噪聲放大器(LNAs)、開(kāi)關(guān)、雙工器、濾波器和其他被動(dòng)設備組成，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(lái)自用戶(hù)發(fā)出的上行射頻信號，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(lái)的數字信號進(jìn)行調制以及數模轉換，然后上變頻到規定的射頻頻段并進(jìn)行功率放大，最后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射。以高通為例，具體的結構如下圖：

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

　　射頻前端當下和未來(lái)的技術(shù)挑戰

　　如今的智能手機，特別是高端旗艦手機，打電話(huà)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(huà)，還要上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、上傳下載網(wǎng)速也要快，這些需求的擴大，越來(lái)越考驗射頻前端技術(shù)的復雜程度，RFFE在當下和未來(lái)也面臨著(zhù)諸多新的技術(shù)挑戰。

　　首先就是文章開(kāi)頭提到的，智能手機屏幕平均尺寸在過(guò)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，加上手機的功能日益全面，組件增多，反映到智能手機內部PCB板上，需要的空間也就越來(lái)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)復雜程度要求也就越來(lái)越高。當然，射頻前端在智能手機中的價(jià)值也越來(lái)越大。