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Data di liberazione: 2021-12-28Fonte autore: KinghelmVista : 1656
U telefuninu, cum'è u standard in l'era di l'Internet mobile, hè intrutu in a vita di tutti. Cù ellu, pudemu chattà, cumprà, perseguite drammi è gode di una vita megliu.
Perchè i telefoni cellulari sò cusì impurtanti, a ghjente presta una grande attenzione à u sviluppu di e tecnulugia cunnesse. Ogni volta chì un novu pruduttu hè liberatu, i media purtaranu rapporti longu, è ci saranu discussioni accese nantu à e rete suciale.
In ogni casu, l'attenzione di a ghjente à i telefunini spessu si focalizeghja nantu à CPU, GPU, baseband, schermu è camera. Ci hè una parte speciale chì hè assai impurtante per i telefunini mobili, ma pochi pirsuni li prestanu attenzione.
Chì parte hè ? Iè, hè u prutagunista di u nostru articulu oghje - RF.
▉Cosa hè a radiofrequenza
Radiofrequenza, u nome inglese hè a radiofrequenza, chì hè familiar à tutti. Litteralmente, a radiofrequenza significa a radiofrequenza. U signale RF si riferisce à l'onda elettromagnetica wireless cù una gamma di frequenze di 300kHz ~ 300GHZ.
Comu tutti sapemu, u mutivu perchè i telefunini pò cumunicà cù stazioni di basa hè di mandà è riceve onde elettromagnetiche wireless l'una di l'altru.
Una seria di circuiti, chips, cumpunenti, etc. in i telefuni mobili chì sò specificamente rispunsevuli di trasmette è riceve onde elettromagnetiche wireless sò chjamati cullettivamente sistema RF, chjamatu "RF" (u stessu sottu).
RF è a banda di base sò a basa di a funzione di cumunicazione di u telefuninu. Se cunsideremu a cumunicazione trà i telefuni mobili è u mondu esternu cum'è un "serviziu express", allora a rispunsabilità di a banda di base hè di "imballate / unpack" i dati. A rispunsabilità di RF hè di trasmette / riceve u "pacchettu" attraversu a banda di freccia radio specificata.
Schema schematicu: banda di base à manca è RF à diritta
Chì s'assumiglia RF? U seguitu hè u layout frontale è posteriore di u circuitu principale di una marca di telefuninu.
(foto da ABI Research)
In a figura, tutte e parte circundate in giallu appartenenu à RF. Pò esse vistu chì i cumpunenti RF contanu una grande proporzione in a struttura di i telefuni mobili.
In termini di architettura, un sistema RF cumpletu include transceiver RF, front end RF è Antenna. U front-end RF include ancu amplificatore di putenza, tracker di busta, amplificatore à pocu rumore, filtru, Antenna cambià, Antenna tuner è altri cumpunenti.
architettura RF
A funzione di ogni cumpunente di u front-end RF ùn hè micca cumplessu. Per esempiu, l'amplificatore amplifica u signale per fà u signale trasmessu più luntanu; U filtru hè di sguassà l'ingaghjamentu è fà u signale più "puru"; U Antenna L'interruttore hè utilizatu per cuntrullà l'iniziu è l'arrestu di u Antenna; U Antenna tuner hè principalmente usatu per "fiddle with" u Antenna per ottene u megliu effettu transceiver
Un gran numaru di cumpunenti RF cooperanu cù l'altri è cooperanu cù l'altri per compie a "porta à porta" è trasmette a basa di dati imballati "BIU ~ BIU ~".
Se u disignu RF hè irragionevule è u funziunamentu di i cumpunenti hè retrocessu, affettarà direttamente a capacità di ricezione è trasmissione di u segnu wireless di u telefuninu, è poi affettà a capacità di cumunicazione di u telefuninu. In particulare, u signale wireless hè poviru, a distanza di cumunicazione hè corta, a tarifa di a rete hè lenta, è cusì.
In altri palori, a capacità di freccia radio di u telefuninu ùn hè micca bè, cum'è a mancanza di putenza di a vittura. Ancu s'è altre funzioni sò fantastiche, ùn ponu micca esse accettate da l'utilizatori.
Per quessa, quandu si sviluppanu è cuncepiscenu i telefunini mobili, i pruduttori di telefunini di solitu facenu grandi sforzi in RF, deliberate ripetutamente è verificanu è verificanu prima di osà lancià i prudutti finali.
▉Sfida RF 5g
Oghje, avemu intrutu in l'era 5g cù a nostra testa alta. In cunfrontu cù u 4G tradiziunale, ci hè un cambiamentu in u sistema RF 5g?
A risposta hè sì. Ùn ci sò micca solu cambiamenti, ma ancu grandi cambiamenti.
Comparatu cù 4G, 5g hà una mellura significativa in l'indicatori di rendiment. U scenariu 5g embB (banda larga mobile enhanced) aumenta a tarifa di u telefuninu mobile à Gigabit o ancu 10g, chì hè 10 volte / 100 volte a prima tariffa LTE (100Mbps).
2G / 3G / 4G, più 5g, più MIMO (multi Antenna tecnulugia), più doppia carta è dual standby, u numeru di Antennas è e bande di frequenza supportate di i telefoni cellulari anu radduppiatu. In i primi tempi di 4G, ci era menu di 20 cumminazzioni di bande. per paragone,5g hà più di 10000 combinazioni di bande, a cumplessità hè terribile.
À u listessu tempu, per assicurà chì l'utilizatori sò disposti à aghjurnà (t ā o) Classe (Qi & Aacute; n), u gruixu è u pesu di u telefuninu 5g ùn pò esse aumentatu, u cunsumu di energia ùn pò esse aumentatu, è u pesu di u telefuninu XNUMXg. u tempu di standby ùn pò esse ridutta.
Sè vo site un fabricatore di telefuninu, sariate pazzu?
Dunque, a RF di i telefoni cellulari 5g deve rinfurzà si, fà grandi sforzi per fà miraculi è innuvà.
Cumu risolve u prublema di cuncepimentu di u sistema RF? Qualcomm hà presentatu una macro idea per furnisce direttamente "modem cumpletu è sistema RF". L'intelligenza populari hè di fà un bonu travagliu in banda di base, transceiver RF, front end RF, Antenna modulu è u framework di u software, per dà à i pruduttori un inseme cumpletu di suluzioni.
In altre parolle, u cuncettu di cuncepimentu di i telefoni cellulari 5g è altri cumpunenti di terminali deve abbandunà l'idea precedente di "cumprà un cavallu à l'Est, una sella à l'ouest, una briglia à u Sud è una frusta in u nordu" è fucalizza nantu à un solu cumpunente, è invece aduttà a suluzione integrata à livellu di u sistema di "disegnu di imballaggio".
Per esempiu, in u passatu, a fabbrica a baseband fatta, a fabbrica B hà fattu RF, a fabbrica C fatta Antenna, è tandu a fabbrica d hà fattu i so piani nantu à cumu integrà è cunnette. Avà, invece di pruduttori putenti, imballanu direttamente è cuncepiscenu banda di base, RF è Antenna inseme, è poi trasmettenu à i pruduttori di telefuninu per un usu rapidu.
L'integrazione di u livellu di u sistema hè u risultatu inevitabbile di l'aumentu significativu di a cumplessità di a banda di base 5g è RF.
Hè cum'è un trenu. In u passatu, a vitezza di e vitture verdi era lenta. U carrettu è u fronte pò esse designatu è fabbricatu separatamente, è poi curriri inseme. Tuttavia, in l'era di a ferrovia d'alta velocità, l'indice di velocità hè duppiatu. Se cuntinuemu à cuncepisce è fabricà separatamente, u carru è u fronte ùn ponu micca cooperare profondamente, chì ùn hè micca solu difficiule di ottene l'indice di velocità, ma ancu pussibuli prublemi di sicurezza.
Dunque, l'EMU di a ferrovia d'alta velocità sò generalmente cuncepiti è fabbricati uniformi.
In altri palori, di fronte à l'indicatori duri 5g citati sopra, hè necessariu di fà u disignu generale di a banda di base è RF da a perspettiva di l'integrazione di u livellu di u sistema. In questu modu, i dui ponu ottene una coordinazione perfetta di u software è di u hardware è dà u ghjocu cumpletu à u megliu rendimentu (throughput, coverage, etc.).
In più di ottene u scopu, u disignu integratu hè ancu favurevule per riduce a dimensione finale di u sistema è riduce l'occupazione di u spaziu di u telefuninu. Per u cunsumu di energia di u sistema è u cuntrollu di dissipazione di calore, u disignu integratu hà ancu vantaghji evidenti.
Infine, hè ancu assai impurtante di furnisce suluzioni di integrazione à u livellu di u sistema, chì ponu riduce a difficultà di cuncepimentu di i fabricatori di telefuni mobili è facilità à lancià i prudutti à una velocità più veloce è catturà u mercatu.
▉5g RF Tecnulugia nera
Fighjemu un ochju à e tecnulugii neri interessanti di 5g RF integrate à u livellu di u sistema.
Prima, a prima tecnulugia nera hè u seguimentu di busta di banda larga.
Quandu l'architettura RF hè statu introduttu prima, ci era un tracker di putenza. U tracker di putenza hè utilizatu cù un amplificatore di putenza.
L'amplificatore di putenza hè u cumpunente core di RF. Hè cum'è un cornu, trasfurmendu un sonu chjucu (signale) in un sonu grande (signale).
Sè vo vulete chjappà u cornu, duvete riunisce a vostra forza (furnimentu di energia). A funzione di u tracker di putenza hè di cuntrullà a forza (putenza) di u cornu.
U metudu tradiziunale di soffiu hè u metudu apt, vale à dì, u seguimentu di u putere mediu. A forza di soffiu ferma constante per un certu periodu di tempu.
A tecnulugia di seguimentu di busta di banda larga (ET) pò cuntrullà accuratamente a forza. In altri palori, a baseband (modem) pò cuntrullà u tracker di l'envelope in u RF secondu u cambiamentu di u signale, è poi cuntrullà accuratamente a putenza di trasmissione di u signale wireless.
U cunsumu di energia virtuale di u seguimentu di l'envelope hè significativamente più bassu di quellu di u seguimentu di l'energia media tradiziunale
(foto da Qualcomm)
In questu modu, a forza fisica (energia) hè assai salvata, u cunsumu di energia di RF hè ridutta, è u tempu di standby di u telefuninu hè aumentatu.
Un cuntrollu precisu di a putenza di trasmissione aiuta u telefuninu à ottene a megliu efficienza di trasmissione di u signale, per ottene una qualità di canali megliu. In u prucessu di "comunicazione bidirezionale" trà u telefuninu è a stazione di basa, quandu u telefuninu ottene una qualità di canale megliu, a stazione di basa pò sustene u telefuninu per realizà megliu servizii uplink è downlink, cum'è 2 & times; 2 MIMO, a velocità di a rete hè più liscia. Inoltre, una megliu qualità di u canali crea ancu e cundizioni per u latu di a stazione di basa per attribuisce modi di modulazione d'ordine più altu (cum'è 256qam) à i telefuni mobili, chì ponu migliurà u throughput di i telefuni mobili è sustene servizii di trasmissione di dati più veloce è megliu.
Qualcomm hà liberatu prima parechje generazioni di modem Xiaolong 5g è tracker di busta di banda larga integrati cù u sistema RF, chì anu aduttatu e tecnulugia sopra. Comparatu cù i prudutti più avanzati furniti da altri fabricatori in u mercatu, u so ultimu tracker di busta di banda larga qet7100 hà migliuratu l'efficienza energetica di 30%.
A seconda tecnulugia nera chì avemu introduttu hè a tecnulugia di miglioramentu di u signale assistita da AI.
Sta tecnulugia hè l'ultima tecnulugia in u modem Xiaolong X65 5g è u sistema RF appena lanciatu in ferraghju. Hè ancu a prima volta in l'industria per intruduce a tecnulugia AI calda in u sistema RF di u telefuninu mobile per rinfurzà u signale.
U core di a tecnulugia di rinfurzà di u signale ausiliariu AI hè di introduci a tecnulugia AI in Antenna sistema di tuning. L'accordu di l'antenna hè divisu in duie manere, unu hè a cuncordanza di impedenza, l'altru hè l'accordu di apertura.
Fighjemu prima l'impedenza matching.
U cusì chjamatu impedenza matching pò esse capitu cum'è un tipu di travagliu "pipa di cunnessione".
I cumpunenti di u sistema RF sò cunnessi cù u Antenna, cum'è dui pipi d'acqua. Quandu l'impedenza hè coherente, a pusizione hè perfettamente currispundente. À questu tempu, u flussu di l'acqua hè u più grande è l'efficienza di u signale hè u più altu. Se l'impedenza di l'elementu hè offset, a pipa di l'acqua hè crooked, u flussu di l'acqua hè chjuca, è una parte di u flussu di l'acqua hè perduta.
Ci hè parechje ragioni per u cambiamentu di l'impedenza, cum'è u toccu di a manu, l'inserimentu di u cable di dati, a stallazione di a cunchiglia di u telefuninu, etc. Ancu diversi gesti di mantene (manu manca, manu diritta, una manu, duie mani) portanu impedenza differente.
U metudu tradiziunale di currispundenza impedenza hè di pruvà diverse cause di cambiamentu d'impedenza in u laboratoriu, truvà u Antenna valore caratteristica, è poi cuntrullà l 'elementu RF à traversu u modem per aghjustà l'impedenza, cusì chì u pipa di cunnessione hè allinatu cù u pipa di supply supply in quantu pussibule.
A tecnulugia di rinfurzà di u segnu ausiliariu AI hè di intruduce l'algoritmu AI per realizà l'analisi di big data è l'apprendimentu automaticu Antenna eigenvalues di varii cambiamenti di impedenza, in modu di rializà l'ajustamentu intelligente di l'impedenza è ottene l'effettu più perfettu.
Per dissi, hè un pocu cum'è a stallazione di una manguera di butt trà a pipa di l'approvvigionamentu di l'acqua è a pipa di cunnessione di l'acqua, perchè u flussu di l'acqua ùn hè micca persu quantu pussibule.
Amplificazione di u signalu ausiliariu AI, equivalente à u tubu di docking trà RF è Antenna
L'accordu di l'apertura hè relativamente simplice, chì hè di aghjustà a lunghezza elettrica di u Antenna.
Da un puntu di vista radiometricu, a durata perfetta di an Antenna deve esse un quartu di a lunghezza d'onda. Oghje, a frequenza di travagliu di u sistema di cumunicazione mobile cambia in modu dinamicu per via di tutti i Netcom, doppia carta è doppia standby. Per esempiu, qualchì volta travaglia à 2.6GHz è à volte à 3.5GHz.
Se a frequenza operativa cambia, significa chì a lunghezza d'onda ottima cambia ancu. Per quessa, hè necessariu sintonizà l'apertura di u Antenna, aghjustate a durata di u Antenna è allungà a cresta di l'onda, per ottene u megliu effettu.
In una parolla, u Antenna A tecnulugia di sintonizazione basata nantu à l'impedenza è l'accordu di apertura hè principalmente aduprata per superà l'influenza di l'ambiente esternu nantu à u Antenna signale, aghjustate dinamicamente u signale è migliurà l'esperienza d'utilizatore.
Sicondu a verificazione attuale, cù a tecnulugia di rinfurzà di u signalu ausiliariu AI, a precisione di percepzione di u cuntestu di u sistema pò esse migliurata da 30%, chì pò riduce significativamente a freccia di calata di chjama è migliurà a velocità, a cobertura è a resistenza.
▉epilogu
Ci sò parechje tecnulugii neri innovatori per u sistema RF 5g, cum'è l'ottimisazione multi carrier, tuning decoupling, multi SIM card enhanced concurrency, etc. Tutti issi tecnulugii neri sò i risultati di l'innuvazione tecnologica. Hanu condensatu a saviezza di l'ingegneri è pusonu i fundamenti per u lanciu lisu di terminali 5g.
U 5g RF d'oghje ùn hè più l'ausiliare di a banda di base, ma un cumpunente impurtante di u telefuninu chì pò esse in uguali cù a banda di base è cumplementarii l'un l'altru.
Cù l'approfondimentu di a custruzzione di a rete 5g, in più di a cumunicazione mobile, più è più scenarii d'applicazioni di l'industria verticale 5g anu ancu cuminciatu à fiorisce. A forma di terminal 5g diventerà diversa, è una prova più grande serà piazzata davanti à u front-end 5g RF.
Chì novi trucchi 5g RF ghjucà à quellu tempu? Aspittemu è vedemu !
Stu articulu vene da "U mondu di l'ingegneria elettronica", per piacè cuntattateci se avete qualchì quistione nantu à a violazioneSupporta a prutezzione di i diritti di pruprietà intellettuale. Per piacè indicà a fonte originale è l'autore per a ristampa.
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