Page 9 - 6G 研究浪潮全面啟動

RF前端設計挑戰
其次，速度在RFFE設計中也至 關 重 要，因 為 相 較 於 之 前 的 2 G、3 G 和4G系統，5G無線架構的資料速 率更高許多。目前的5G系統速率 是4G LTE系統的10倍。
Mobile Experts首席分析師 Joe Madden認為，行動產業越來 越需要結構性改革，以因應RF前 端設計不斷增加的複雜度。他說， 「OpenRF將對非競爭領域的建構 模組進行標準化，從而使RFFE供應 商能夠集中力量實現創新。」
在RFFE設計中，為了適應大 大增加的無線資料量，頻譜效率 和重覆利用、更高的速度和更低的 延遲都是需要考慮的主要因素。 首先，頻譜效率至關重要，因為 mmWave頻率(6GHz以上的頻譜) 具有很大的可用頻寬而備受關注。 但mmWave頻段在戶外的傳輸極 具挑戰性，RFFE設計任務就在於 減少路徑損耗、氧氣和H2O吸收、 穿過樹葉的損耗以及因下雨而引 起的訊號衰減。RF設計人員通常採
第三，隨著在5G設計中的存 取速度提升，延遲成為新的考量 因素。相較於之前的3G和4G系 統，延遲在5G RFFE中的重要性更 加突顯。5G的最小延遲為1ms甚 至更短;在4G系統中，延遲約在 50ms至98ms之間;3G系統的延 遲為212ms，而在2G系統中更高 達629ms。現在，新的5G服務都採 用超可靠的低延遲通訊功能來管 理延遲問題。圖2所示為高通X55 5G數據機-RF系統，是高度整合的 RFFE解決方案。
值得一提的是，定義RF前端控 制介面的MIPI RFFE規範將繼續交 由MIPI聯盟(MIPI Alliance)的RFFE 工作組(RFFE Working Group)進行 制訂。此外，OpenRF將與MIPI聯盟 簽訂合作架構協議。
用波束成形和波束追蹤技術來解決 mmWave頻率的不良通道特性。
5G設計中存在的RFFE問題暴 露了RF技術本身具有突破性的本 質，尤其是當RF採樣越來越靠近 天線時，這種設計反而將有助於簡 化和縮小RF封裝尺寸，並實現更 高的整合度。因此，在此技術的十 字路口，設計人員如何在因應設計
本文針對5G手機和基礎設施 應用探討在RF前端設計中所面臨 的挑戰、相應的解決方案和產業 計畫，並總結出高度整合的需求促 進了RFFE的模組化。而且，RF前端 是針對進出天線的訊號進行路由、 濾波和放大必不可少的元件，高度 整合的設計將直接降低裝置功耗， 這對全天候依靠電池供電的5G裝 置設計而言至關重要。
(圖片來源:Qualcomm)
複雜性的同時提高整合度?接下 來將詳細介紹RF產業的最新動向。
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圖2:高通X55 5G數據機-RF系統等高度整合的RFFE解決方案支援任意頻段和模式的組合，讓工程師 能夠專注於工業設計和使用者介面，從而在更短的時間內設計出性能更佳、價格更低的產品。
度。由於5G RF的複雜性不斷增加， 這在早期曾經讓很多製造商望而卻 步，因為不具備開發此類複雜RF子 系統的專業技術。然而，隨著5G設 計漸趨成熟，越來越多的供應商現 在又重新面對RFFE設計的挑戰。
隨著大量基地台部署在迷你、 微型、微微和毫微微蜂巢式網路環 境，以及新型終端裝置應用於物聯 網(IoT)和工業物聯網(IIoT)，RF設 計代表5G網路展現的巨大商機。 這將有助於使連網裝置大幅增加， 以因應高度多樣化的用例和需求。
最近成立的開放RF產業聯盟 (Open RF Association;OpenRF) 宗旨是在5G設計的多模RF前端之 間實現硬體和軟體的功能互通性。 這個開放組織將促進硬體和軟體介 面的標準化，同時賦予RF解決方案 供應商實現創新設計。該聯盟的創 始成員包括博通(Broadcom)、英 特爾(Intel)、聯發科(MediaTek)、 村田(Murata)、Qorvo和三星 (Samsung)。
OpenRF聯盟
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