Qorvo专家是如何看待智能手机的演变的？

智能手机，现在已经成为了人们日常生活中的一部分，似乎离开了手机，生活已经不能正常运行了。没有了手机，现代人可能都不知道如何度过这一整天。据统计，人们一天使用手机的时间已经接近4个小时，我们可以粗略算算，去除睡觉的8到10小时，一天24小时竟然有大约四分之一的时间在用手机！这或许也是智能手机迅速发展起来的一个非常重要的因素。

短短10年，手机已经从主要用于通话和发短信的工具演变为高度复杂的精密设备，并 在生活中的各个方面占据了核心位置。它改变了通信方式，让人们能通过上传和下载现场视 频来实时分享体验。它为我们提供导航，几乎淘汰了纸质地图。它已经成为物联网(IoT)设 备的通用控制器，从家用恒温器到酒店客房门锁无所不包。它还能让企业创建全新的云端业务模式。像优步这样的拼车软件正是依靠无处不在的移动设备，让用户找到自动指向其目的地的行程并支付费用。

所有这些应用都需要高速、高度可靠的数据连接，这对每个人的日常生活来说至关重要。移动数据的需求持续快速增长：2016年11月发布的《爱立信移动研究报告》预测，全球智能手机用户将从2015年的33亿上升至2022年的68亿，在此期间，每部智能手机使用的数据流量预计将上升近8倍，达到每月11GB。虚拟现实和实时视频等趋势需要利用高性能网络来提供低延迟和更高数据速率。 

为了应对移动数据的增长，连续几代网络——2G、3G、4G(LTE)以及未来的5G——已经通过各种方法逐步增加网络容量和数据速率。 方法之一就是分配更多的频段。目前设计用于 全球应用的旗舰版LTE智能手机可支持30多个频段，而在2010年，支持的频段还不到10个。这一趋势还在继续，监管机构将分配3.5GHz及更高频率的频段，并对现有频谱进行重新分配，如之前用于电视广播的600MHz频段。频道带宽已经从2G时代的200kHz增加到4G的20MHz，如果在LTE-Advanced设备中使用载波聚合(CA)，还能达到更高带宽 (图1)。此外还将结合在给定带宽下提供更高数据速率和容量的技术，如MIMO、更复杂的调制和网络密集化，包括小型蜂窝的使用。

图1：通过载波聚合来提高下行链路数据速率

如今，主要趋势包括网络运营商正在部署的LTE-Advanced及后续LTE-Advanced Pro(在3GPP版本13及后续版本中定义)。这些LTE增强网络可确保4G继续占有一席之地，甚至在5G开始部署后仍发挥作用。LTE将与5G并行实施，为大量应用提供足够的性能。LTE- Advanced推出了CA，可聚合最多5个RF载波的带宽，称为分量载波(CC)。LTE-Advanced支持最高1Gbps的最大网络数据速率，LTE-Advanced Pro将把潜在的CC数量增加至32个，最高可支持3Gbps。随着LTE-Advanced Pro推出许可辅助访问(LAA)，Wi-Fi变得越来越重要，LAA使用CA合并LTE许可频谱与5GHz Wi-Fi免许可频谱，从而实现更高的数据速率。

智能手机的趋势和挑战

智能手机数据性能要求持续提高，同时RF前端复杂性增加，给从事智能手机设计的工程师带来了一系列新挑战。目前的要求对设计带来的挑战包括实现最大线性度和隔离、管理功 耗和天线调谐。由于必须将越来越多的频段压缩到分配给RF前端的有限空间内，集成度要求更高。另一个重要趋势就是智能手机市场分级的兴起，每个分级都有不同的RF要求。本文将解释每个分级，讨论智能手机如何演变以应对5G时代。

隔离

在RF前端容纳更多LTE频段的需求对在不同频段之间、每个频分双工(FDD) LTE频段的发 送和接收频率之间、LTE和其它无线服务(如 Wi-Fi和公共安全通信)之间实现必要的隔离带来挑战。要实现所需的隔离，需要高性能滤波器。体声波(BAW)滤波器提供比表面声波(SAW)滤波器更高的性能(更高Q因子)，特别是在较高频率下，通常用于最严苛的应用。

隔离挑战随CA而增加，因为RF前端必须与多个频段实时通信。这给频段间的交叉隔离提出新的要求，需要避免一个聚合频段的发射信号与另一个聚合频段的接收信号发生干扰，这会降低接收器的敏感度。各种问题层出不穷。聚合稀疏频段时，RF链中的非线性元件 (包括功率放大器(PA)、开关甚至还有滤波器)会在发射频率的倍数产生谐波频率，可能造成问题。对于一些频段组合，如频段17和4(见表1)，较低频段(17)的三次谐波进入较高频段(4)的接 收频率范围，如图2所示。为防止干扰，RF前端的滤波器必须提供非常强大的问题谐波抑制功能，且不会增加不可接受的插入损耗。所有元件都需要有高线性度PA、开关、滤波器，以尽可能减少谐波生成。

图2：使用载波聚合时，