深藏功與名的移動體驗英雄竟是它——射頻前端解決方案

提到完美的移動體驗，大多數人腦海里都會冒出極速下載、超長續航、低發熱低功耗、纖細設計等要求，而這些卓越性能背后的支柱，卻是一位鮮為人知的英雄——射頻前端解決方案。

前段時間，在由咨詢巨頭和金融信息公司合并而成的IHS Markit發表的一篇報告中表示，從最早主要用于通話和短信的功能機，到下載速度快于很多家庭網絡連接的智能手機，射頻前端作（RFFE）為手機設計自問世以來最重要的一個環節，卻一直以來都被忽視。如果沒有適當的RFFE，設備根本無法連接到移動網絡。一個設計合理的RFFE對于當前在手機性能、功能和工業設計方面的創新是至關重要的。

這個一向低調的射頻前端（RFFE） 是移動電話的射頻收發器和天線之間的功能區域，主要由功率放大器 （PAs） 、低噪聲放大器 （LNAs） 、開關、雙工器、濾波器和其他被動設備組成。以高通今年5月正式發布的Snapdragon 660/630移動平臺為例，它們除了顯著的性能提升、更長的電池續航時間以及極速LTE連接速度、極佳的拍攝和增強游戲體驗，還包括了集成基帶功能，以及包括射頻前端（RFFE）、集成Wi-Fi、電源管理、音頻編解碼器和揚聲放大器在內的軟硬件組件，支持一套完整的移動解決方案。

在此前Snapdragon 660/630移動平臺的發布會上，高通首次把先進的射頻功能和技術放到了臺面上。據了解，高通整體射頻前端的技術大概可分為兩部分，一部分是射頻前端的技術和產品；另一部分是兩個比較先進的射頻前端技術：包絡追蹤和TruSignal天線增強技術。

射頻前端，復雜而關鍵

手機先是經歷從模擬信號到數字信號的轉換，此后又歷經2G、3G、4G幾輪重大產業升級。在2G、3G時代頻段較少，射頻前端的價值相對比較低，復雜性也比較低。但當手機發展到4G早期，頻段就增至16個，隨著4G技術不斷普及，“五模十三頻”、“五模十七頻”等也成為手機行業熱詞。而當前最流行的全網通，頻段更是多達49個。等到2020年5G開始規模商用，屆時諸如毫米波等頻段將會增加。

其次，載波聚合組合發展非常迅猛。從LTE到LTE-Advanced演進過程中，更寬頻譜的需求是影響演進的最重要因素，為此3GPP標準提出了載波聚合技術。它可以將多個載波聚合成一個更寬的頻譜，同時也可以把一些不連續的頻譜碎片聚合到一起，能很好地滿足LTE、LTE-Advanced系統頻譜兼容性的要求，不僅能加速標準化進程，還能最大限度地利用現有LTE設備和頻譜資源。載波聚合后最直觀的好處就是傳輸速度的大幅度提升，延遲降低，有效改善網絡質量，提升吞吐量，使網絡負載更加均衡，尤其是在負載較重的時候效果會更明顯。

載波聚合動態原理圖

載波聚合是4G LTE的關鍵技術之一，報告中指出，隨著每一代無線寬區域網絡（WWAN）技術的發展，射頻前端的復雜性也在不斷增加。然而，與之前任何一代相比，最新一代的旗艦產品在射頻內容和復雜性方面已經有了一個階梯式躍進。從LTE-A到LTE-A Pro的升級可能是目前RFFE設計復雜程度最大的一次飛躍。

△射頻前端細分結構示意圖

下行的載波聚合現在已經從兩載波聚合發展到三載波聚合，甚至四載波、五載波聚合的要求，下行載波聚合要求的增加，會對雙工器、四工器、甚至是五工器、六工器，增加出來很多新的需求。比如說，上行的載波聚合或者說高功率用戶設備（HPUE）的需求，或者功率放大器（PA）的性能以及對功率放大器的要求提出新的挑戰。