电动学小熊猫 5G手机的关键技术-RF射频前端
5G手机相较于4G手机 ， 5G手机必须设计为符合3GPP新无线电（NR）版本15 ， 并且还需要兼容传统的4G接入技术 。 因此设备厂家第一阶段 ， 一般都会采用5G手机支持非独立（NSA）协议栈的技术路径 。
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图1：5G手机架构（来源：ResearchGate）
由于5GMassiveMIMO提供了较快速的上行/下行吞吐量 ， 一般认为其吞吐量是4G手机的10倍 ， 同时还需要向后兼容4G标准如LTE和LTE-A 。 此外 ， 最新的5G手机将支持蓝牙 ， WIFI和基于NFC的短距离无线技术 。 同时其还包含了更多的传感器 ， 例如接近传感器 ， 光传感器 ， 气压计 ， 磁力计 ， 加速度计 ， 陀螺仪 ， 温度计 ， 激光扫描仪等 。
从硬件角度出发 ， 5G手机相较于4G手机 ， 其最大的区别在于 ， RF射频前端方案及天线的差异 。
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图2：5G手机RF射频前端
一般来说 ， RF前端模组包括：
1）功率放大器（PA或LNA ， 分别对应收发端 ， 负责信号的放大 ， 往往是最耗电的芯片）
2）双工器及铁氧体滤波器 ， 带外干扰抑制作用 ， 保证不同频率上信号互相隔离 ， 不受影响
3）高速RF开关 ， 负责Tx与Rx之间的物理通道隔离 ， 避免收发干扰 ， 造成自激等不良影响
4）包络跟踪ED（提高放大器效率）
也就是对应着手机天线与基带处理器中间这一大部分 ， 往往大家会说哪个品牌的手机信号质量好 ， 往往就是这一部分其设计和集成能力强 ， 表现出来了语音及数据通信能力的性能差异 。
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图3：4G/5G手机射频前端规模估计
可以看出当前RF前端是需要不同功能特点的IC进行整合的 ， 在芯片封装时 ， 当前主流的工艺有如下一些工艺：
SOI：silicononinsulator
BUCK：块体硅、体硅
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图4：不同功能模块对应的工艺
类似于系统产品 ， 手机目前的RFIC也呈现出了RF前端模组化的趋势 ， 按照不同的组合当前有一些划分的方案 。
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图5：RFIC模组不同组合方案
【电动学小熊猫 5G手机的关键技术-RF射频前端】目前5G手机的架构还在演进发展中 ， 如何将更多的RF前端集成进入手机 ， 同时能够支持mm-Wave毫米波应用 ， 满足用户不同手持状态良好的通信信道建立 ， 也是一大挑战 。
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