不知大家有沒有如此經(jīng)歷:坐在飛馳的汽車上玩微信,,明明可以接收別人的消息,,而自己編寫的消息卻死活發(fā)不出去,?這是因為蜂窩小區(qū)上行鏈路與下行鏈路覆蓋范圍不同所導致的,,而即將部署的PC2似乎可以極大緩解這一問題。
可以接收對方的消息,,自己的卻發(fā)不出去,,不知你們碰到過沒有,?
PC2,,也可稱作“UE Power Class 2”,。在3G、4G網(wǎng)絡中,用戶終端被稱為“UE”, 包含手機,、智能終端,、多媒體設(shè)備、流媒體設(shè)備等,;Power Class則指功率等級,。從字面意思理解,PC2就是指用戶終端以功率等級2規(guī)定的最大輸出功率工作,。
PC3局限性日益增加
雖然UE并不會一直按最大輸出功率工作,,但定義最大輸出功率意義十足——事實上UE最大輸出功率限制了移動通信上行鏈路的傳輸距離。目前,,對于絕大多數(shù)的4G LTE頻段(除應用于公共安全領(lǐng)域的B14外),,3GPP僅規(guī)范了一種功率等級,即Power Class 3(下稱PC3),,將UE的最大輸出功率限制在23 dBm±2的水平,。
不過隨著無線網(wǎng)絡的發(fā)展,PC3的局限性越發(fā)明顯,。
首先,隨著移動通信頻譜逐漸向高頻遷移,,無線信號在傳播過程中的衰減加劇,,導致基站覆蓋范圍變小,,尤其在4G頻段當中處于相對高頻的B41(2.5~2.7GHz)頻段。
其次基站與用戶終端的發(fā)射功率并不平衡,,4G LTE網(wǎng)絡下行與上行鏈路的功率差異大約為5 dB,,因此在某些只有下行覆蓋的區(qū)域,用戶終端只能下載數(shù)據(jù)而不能上傳數(shù)據(jù),,這往往會造成接入或切換失敗,。
要解決上述兩個棘手問題,通常以提高基站密度為代價,,這就變相增加了網(wǎng)絡建設(shè)與維護成本,。
另外,全球范圍內(nèi)部署的TD-LTE網(wǎng)絡中,,大多數(shù)應用場景是以部署于低頻段的LTE FDD網(wǎng)絡做覆蓋,,以部署于高頻段的TD-LTE網(wǎng)絡提供小范圍的大容量覆蓋,但由于這兩種網(wǎng)絡覆蓋范圍不一致,,導致小區(qū)邊緣用戶的業(yè)務體驗還有待提高,。
PC2商用化勢在必行,行業(yè)或面臨洗牌
綜上所述,,提高上行鏈路的傳輸距離,,以改善高頻段4G網(wǎng)絡覆蓋范圍很有必要。因此2016年初,,GTI發(fā)布白皮書介紹PC2的優(yōu)勢,,而3GPP也幾乎同時將PC2引入到標準研究工作當中。目前相關(guān)標準制定工作已經(jīng)完成,,預計到2017年年中,,美國運營商Sprint 將會推出全球首個支持 PC2 的商用化產(chǎn)品,到2018年,,主導 PC2 應用的運營商之一——中國移動也將推出PC2的商用化產(chǎn)品,。
增加3dB后,4G基站上行鏈路的覆蓋范圍將發(fā)生明顯變化
不過在PC2商用化以前,,存在許多技術(shù)挑戰(zhàn),。根據(jù)標準定義,PC2在PC3的基礎(chǔ)上,,把UE最大輸出功率提高3 dB至26 dBm±2的水平(23dBm可換算成200mW,,26dBm可換算成400mW),這幾乎使得UE的最大輸出功率翻倍,,UE的射頻電路必須做個“大手術(shù)”,。因為這個“大手術(shù)”,4G手機射頻行業(yè)可能面臨洗牌,。
Qorvo眼中的PC2及Qorvo三大優(yōu)勢
在近期舉辦的易維訊第六屆年度中國ICT媒體論壇上,,Qorvo中國區(qū)移動產(chǎn)品銷售總監(jiān)江雄表示:“PC2的這3dB其實不好做,。它不單止是PA的問題,還涉及到整個鏈路,、線性度,、效率、插損,、匹配等一系列問題都需要通盤考慮,。”
Qorvo中國區(qū)移動產(chǎn)品銷售總監(jiān)江雄講解Qorvo的PC2解決方案
自2015年初RFMD與TriQuint合并成Qorvo后,,其RF Fusion?與RF Flex?系列產(chǎn)品表現(xiàn)相當搶眼,, 4G射頻器件的出貨量更是節(jié)節(jié)攀升。這家擁有數(shù)座GaAs以及GaN 晶圓廠的老牌射頻芯片廠商,,對PA技術(shù)的研究相當深厚,。“PA技術(shù)一直在演進中,,在某些方面已經(jīng)做到了極致,,”江雄介紹道:“PA的功率要提得更高,那么線性度,、效率這些指標都要比較好,,這一系列的指標背后需要靠好的生產(chǎn)工藝來支撐?!?/p>
優(yōu)秀的生產(chǎn)工藝一直是Qorvo引以為豪的鐵拳,。憑借獨有的高性能HBT(Heterojunction Bipolar Transistor,異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)工藝,,Qorvo將GaAs的潛能挖掘到極致,。“Qorvo新推出的第五代HBT工藝再次提升了GaAs技術(shù),,使之能夠支持更高增益,,這對研發(fā)針對PC2的PA產(chǎn)品相當有利。目前新一代工藝的關(guān)鍵技術(shù)只有Qorvo掌握了,,而Qorvo 2016年中后的GaAs新產(chǎn)品都將用到這項工藝,。”江雄透露,。
當PA輸出更高功率的問題得以解決后,,就得將目光投向射頻鏈路的其余部分了。傳統(tǒng)分離方案搭建的射頻鏈路,,把包括PA,、濾波器、開關(guān)等器件組合到一起,,需要進行阻抗匹配,,而匹配加入的電阻電抗則會損耗能量,。這些損耗讓功率沒法進一步提高,尤其是分離方案,,任何射頻器件的兩端都需要進行標準化(50Ω)的匹配。但Qorvo高集成的融合方案卻可以省去多余的匹配,,直接將PA與濾波器相匹配,、濾波器與射頻開關(guān)相匹配,從而減少能量損耗,。江雄說明道:“以Qorvo的融合產(chǎn)品為例,,大約可以節(jié)省0.5dB因匹配產(chǎn)生的損耗,所以要提高功率,,融合方案比分離方案有很大優(yōu)勢,。”
Qorvo的融合方案能節(jié)省約0.5dB的匹配損耗
提高輸出功率,,整個鏈路的電流自然也會相應提高,,這對電量要求嚴苛的用戶終端來說影響較大。江雄對此解釋道:“雖然最終產(chǎn)品還在制作中,,但根據(jù)我們對測試樣品的現(xiàn)場試驗,,電流表現(xiàn)很好。因為采用的是TDT技術(shù),,實際電流會以看到的電流除以一個系數(shù),,所以并沒有看到電流明顯增加。另外我們還會采用ET技術(shù)應對電流提高的問題,,以達到省電的目的,。”
Qorvo解決方案針對PC2的三大優(yōu)勢:高集成度的融合產(chǎn)品,、
高級BAW濾波器以及先進的HBT工藝
不管怎么說,,電流提高是事實,這會引起其它連鎖反應,,如射頻鏈路的溫度改變,,不過Qorvo似乎已成竹在胸。溫度變化常常會造成濾波器的中心頻率漂移,,這對信號抗干擾非常不利,,而Qorvo高級BAW濾波器具有低溫漂甚至零溫漂的特性,在溫度變化下仍然有很好的帶外抑制,,而且其低插損,、高功率容量亦均不會受到功率提高帶來的不利影響?!癚orvo不僅有高性能的PA與射頻開關(guān),,還有高級BAW濾波器,,這是其它沒有BAW濾波器技術(shù)的射頻廠家非常羨慕的優(yōu)勢。把這些領(lǐng)先技術(shù)放在一起做融合方案,,做出來的產(chǎn)品效果會非常好,,也極大簡化了終端廠商的設(shè)計難度?!苯郾硎?。
Qorvo的PC2解決方案
Qorvo的B41頻段PC2解決方案簡介
Qorvo的融合方案已經(jīng)歷了幾代產(chǎn)品,從最開始支持單載波,、B41窄帶的,,發(fā)展到支持雙載波、B41寬帶的,,再到新一代支持PC2的產(chǎn)品,,集成度越來越高、性能越來越好,。目前Qorvo針對PC2的融合方案還在優(yōu)化,,已有數(shù)家業(yè)界領(lǐng)先的手機廠商在進行評估工作,其中QM75004支持多種平臺芯片,,QM78065/35 是為特定的天線結(jié)構(gòu)設(shè)計,,再下一代的產(chǎn)品則會集成LNA,來應對更為復雜的天線設(shè)計和彌補天線能力的不足,。關(guān)于PC2產(chǎn)品價格問題,,江雄表示:“仍然會與整個市場相符合的價格去做,可能會有一點點變化,,但是總體來講不會有太大影響,。”
總結(jié)
綜上,,PC2的標準研究工作已經(jīng)完成,,若部署PC2,將大幅改善4G LTE網(wǎng)絡的上行覆蓋范圍,,提高小區(qū)邊緣的總體性能,,并節(jié)省運營商網(wǎng)絡建設(shè)成本。未來兩年,,國內(nèi)外涉及到B41頻段的運營商均會積極推動PC2的商用化,,而Qorvo則憑借獨有的HBT生產(chǎn)工藝、優(yōu)勢極大的融合方案,、以及低溫漂的高級BAW濾波器,,已為即將到來的PC2時代做足準備。