浅谈射频前端设计如何提高网络效率和带来更好的体验感

　　射频前端作（RFFE）为手机设计自问世以来最重要的一个环节，却一直以来都被忽视。其实射频前端系统设计是网络效率和更佳用户体验的关键。本文就来讲讲他到底会带来哪些影响呢？一起来关注下吧。

　　1.从LTE向5G的演进：提升网络效率关键的设备升级注意事项

　　向LTE-Advanced （LTE-A）和LTE-Advanced Pro （LTE-A Pro）的网络演进，是延长LTE生命周期的重要手段，并且也是确保平滑迈向5G的关键步骤。这些技术不仅使电信运营商能够推出新的高带宽服务，并且使他们能够开启新的业务机会，同时这些升级也将在覆盖范围、小区边缘容量和频谱效率等多个方面大大提升网络性能。

　　使用这些网络的智能手机将在提高网络效率方面起到决定性作用。为了最大限度地发挥其效力，手机里所搭载的射频前端（RFFE）技术是至关重要的。由此，射频前端架构不仅需要支持4x4 MIMO、封包追踪（ET）和天线谐调，同时还要确保所有这些恰当地集成在一个结构合理的调制解调器-天线的设计中。本文将阐述这些组件在支持移动设备在有效利用这些网络资源方面的重要性。

　　2.定义下一代网络效率的关键参数

　　LTE网络的演进对于应对新的业务案例以及提高网络速度来说至关重要，同时也提供了适时的网络升级来应对网络容量和覆盖问题。然而，技术供应商也必须寻找提高网络效率的方法，来应对用户市场海量的数据需求和提供更佳用户体验。这方法将主要依赖：网络覆盖、吞吐量、频谱效率、网络容量等关键参数。

　　MIMO的部署（包括4x4 MIMO和4x接收分集，如2x4 MIMO）可以解决许多这些基础问题，因为它通过使用多个天线为无线链路提供稳健性，并提高频谱效率。与此同时，它还能够实现更高的数据传输速率、更大的覆盖范围以及更高的可靠性。

　　为了给所有人提供更好的体验，设备中需要许多特定的组件来帮助进行网络演进。撇开不谈调制解调器和电池寿命的影响，这些组件中的大多数都与射频前端相关。随着这些新的先进网络投入使用，射频前端链上的每个元素都需要一定程度的升级，否则将会造成效率低下和用户体验不佳。

　　天线技术、功率放大器（PA）、滤波器、低噪声放大器（LNA）和封包追踪（ET）的选择，在LTE场景中尤其是LTE-A Pro中变得至关重要，因为移动设备预计将会处理不同传播参数的射频。如果没有仔细设计无线平台来应对这种变化，将会导致整体传输衰减和系统功效低下。

　　3.射频设计和关键组件集成是充分发挥网络效率的必要条件

　　为了更好地处理这些LTE升级以及向5G演进所带来的新功能，智能手机设计需要采用一些射频前端机制才能够充分利用实施这些升级后实现的网络效率，也即：封包追踪（ET）、天线谐调、4x4 MIMO射频前端架构。

　　ET是至关重要的，因为消费者之间的内容共享越来越频密，并且上行速率也呈现提升。降低射频PA的功耗对智能手机OEM厂商来说是一个关键挑战，毕竟这正迅速成为手机功耗的一个主要来源。与平均功率相比，采用ET可使功率效率提高30%，并且已经成为在先进网络中实现高效使用的智能手机的必备组件。然而，目前ET仅存在于高端智能手机当中，不过，随着要求更高发射功率的上行载波聚合（CA）和高功率用户设备（HPUE）的出现，ET向中低端手机快速渗透的需求正不断增加。ABI Research预期ET将在2018年中期开始大规模涌入中端市场。

　　这种提供更高功率效率的驱动力，也将见证ET优化的PA（ET-opTImized PA）的到来，这将使收发器、ET和PA之间能够进行更紧密地集成，从而在更高带宽上的系统中实现更高的功率效率。移动设备功率效率的任何提升，不仅有助于电池寿命，从用户的角度来看还将直接影响网络的有效性能。一台能够以较低的电池电流传输更强信号的移动设备，实际上增加了上行链路受限场景下的室外和室内覆盖范围，例如在小区边缘和室内VoLTE的使用环境。

　　可谐调天线可以大幅降低智能手机的占用面积，因为它们能够被重新配置来覆盖广泛的频率，并且能动态优化链路，从而最大限度地减少实际使用条件下的发送/接收功率浪费。目前，智能手机已经搭载了多个天线来支持多模多频，因此增加额外的天线组在工业设计和射频优化都极具挑战性。在智能手机非常有限的环境中，无论是在能源还是整体外形方面，射频前端系统都需要进行精心设计，从而在不影响工业设计完整性和可靠性的前提下，实现设备整体性能的优化以及对干扰的减轻。

通过使用最新的自适应天线谐调技术，手机可以实现发送或接收链路质量的自动最大化。这实质上提高了有效吞吐量，以及单个或多个载波的室外和