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高通为生态系统赋能:天线技术获突破 释放5G潜力

Qualcomm Technologies和维沃移动通信有限公司(vivo)联手合作,成功实现在商用终端中集成5G毫米波新技术和6GHz以下频段。

文/Allen Tran博士,Qualcomm Technologies Inc. 工程技术副总裁

30多年以来,美国高通公司(Qualcomm)通过开放创新引擎,使我们的发明一直支持着整个移动生态系统在全球范围的创新与成长。不过,当生态系统正在开发部署最先进、最复杂的技术时,仅仅分享是不够的。这种情况下,我们也会开展大量合作工作来支持生态系统中先进技术的部署。这些幕后工作往往鲜为人知,即使在行业内部也是如此。其中一项工作就是我们正与中国领先的手机OEM厂商——维沃移动通信有限公司(vivo) 开展的5G天线合作,其也是Qualcomm于今年一月宣布的“5G领航计划”的重要参与方。

了解天线技术中的“黑科技”

若想理解为什么此次与vivo的合作具有突破性,那么了解射频领域的设计师们所面临的独特挑战就非常重要。有人说,射频领域的设计师们必须通过“黑科技”来解决那些看似不可能的无线电性能和干扰挑战。

我们想想现在智能手机的组成结构:在极薄的设计之中(通常由金属制成,内部塞满可能彼此干扰的数百个组件)包含有多种无线电技术(蜂窝、Wi-Fi、蓝牙、NFC),每种都在数十个频率上运行,还有严格的功率和安全要求。然后再想想商业压力——紧迫的产品上市时间与开发成本压力,通常仅有一到两个原型机可供使用。这都是令人生畏的挑战。一旦对天线设计做出糟糕的决定,那么产品将可能被延期数周甚至数月,造成数百万美元的损失。

天线设计领域的“黑科技”,需要基于对多学科的融会贯通(包括电磁学、数学、电路设计、PCB布局设计、包装、机械实现,以及编程),以及放眼更广阔系统级布局的能力。当5G毫米波这样的新技术被引入一个复杂的无线系统时,掌握众多相互作用的零部件之间的依赖性和关系就变得非常重要。从Qualcomm成立之日至今,解决这种系统级问题的能力正是我们DNA的核心。这也是为何我们可以在5G领域处于领先地位,以及为何众多业界伙伴选择与我们开展合作的原因。

毫米波 – 无线设计变革的范例

5G开启了毫米波技术的发展,为许多应用带来了无线设计的新范例——包括移动终端、工业物联网、医疗和汽车领域。较之6GHz以下频段,毫米波的一个关键优势是通过大带宽来实现高速的数据传输,并改善时延和显著提高容量。但是,6GHz以下频段技术由于其具有较好的覆盖能力和广泛的使用场景,因此也同样发挥着重要作用。为了充分发挥和利用5G的优势,终端设备应让6GHz以下频段和毫米波天线系统在同一终端中共存。最终,预计全世界主要地区都将部署毫米波和6GHz以下频段,包括将于2019年和2020年部署5G的一些市场。

从天线设计角度来看,由于与此前3G和4G中的技术类似,6GHz以下频段技术已经得到相对深入和广泛的了解。但是,毫米波技术则是全新的,并且从天线角度来看,其设计策略完全不同。6GHz以下频段依赖单元件低增益全指向天线,而毫米波则需要由协同多个辐射器组成的窄波束高增益天线系统。将这两种技术相结合,同时满足众多运营商提出的严格的性能要求,这是一个新的挑战。

而这正是Qualcomm的重要价值所在。作为毫米波技术的先行者——我们一直在向全世界展示在移动手机中使用毫米波技术是可以实现的。在产业生态正迈向5G实施的过程中,Qualcomm对整个无线系统的认知和对全球运营商需求的了解,为产业生态增加了价值。

与vivo的合作

Qualcomm的工程师已与vivo合作数月,共同设计将28 GHz毫米波天线组与6GHz以下技术同时整合于商用终端设备中。他们还在位于圣迭戈的天线实验室进行了多次辐射测量。这一成果是5G毫米波与6GHz以下天线在同一商业终端设备中共存的范例,是对5G商用发挥关键作用的开创性工作。今天早些时候,vivo分享了有关这一突破性合作成果的更多信息。

“vivo拥有优良的创新传统,而Qualcomm在技术突破方面具有很强实力。vivo与Qualcomm在5G毫米波技术上的成功合作,将加快我们推出5G终端,以更好地服务市场。“

— vivo电子开发副总裁 王小军

“通过vivo与Qualcomm富有成果的合作,vivo在5G毫米波天线设计方面的行业领导地位进一步确立,有助于我们在为最终用户提供更出色的产品方面做出更多贡献。”

— 黄奂衢博士,vivo天线技术总监/ 首席天线专家

在此项目之外,Qualcomm还与诸多生态系统关键参与方开展合作——而这些都是我们在幕后为生态系统赋能所做出的努力。在未来几个月中,我们将分享更多Qualcomm在此方面的有关信息。

当所有看得见和看不见的努力都致力于促成5G在2019年商用成为现实时,对Qualcomm而言将是振奋人心的时刻。同时,我们的系统级研究和生态系统支持工作仍将一如既往地进行。我们正帮助生态系统开展初期5G部署,并且还将全面深入地为5G未来演进做出贡献。

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