2017年12月,3GPP批準了Release 15 5G NR 非獨立組網(wǎng)標準(NSA)。獨立組網(wǎng)標準(SA)將于2018年6月完成。2018年全球運營商將啟動5G試商用，預(yù)計兩年后正式開始大規(guī)模商用。
5G三大場景
3GPP技術(shù)規(guī)范機構(gòu)為5G定義了eMBB(增強移動寬帶)、URLLC(低時延高可靠)、mMTC(海量大連接)三大場景，無論是非獨立組網(wǎng)，還是獨立組網(wǎng)標準，實現(xiàn)5G對于射頻前端器件的要求更高。在日前舉行的第七屆EEVIA年度中國ICT媒體論壇暨2018產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會上，Qorvo亞太區(qū)移動事業(yè)部市場戰(zhàn)略高級經(jīng)理陶鎮(zhèn)對三大場景及智能手機射頻前端的未來改變進行分析。
一、增強型移動寬帶
智能手機以及基礎(chǔ)設(shè)施邁入5G面臨很多挑戰(zhàn)，陶鎮(zhèn)表示，手機若要實現(xiàn)對3G,4G，5G的兼容，包括濾波器、開關(guān)、功率放大器以及整個前端模塊，都會有額外的新器件產(chǎn)生。5G頻段的需求將催生區(qū)別于傳統(tǒng)4G的射頻半導(dǎo)體器件。除了新的定義成5G的頻段以外，還有到2020年之后對4G頻譜的重耕，這就需要在現(xiàn)有的4G射頻半導(dǎo)體基礎(chǔ)上同時支持5G-NR的標準。從移動寬帶的角度來說，5G智能手機將采用更多射頻半導(dǎo)體器件。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更多的關(guān)注點在毫米波領(lǐng)域，目前美國走在全球5G毫米波最前沿，美國今年將發(fā)布毫米波商用，中國可能還需3-5年的時間?；A(chǔ)建設(shè)的場景叫做固定無線接入設(shè)備FWA，它并不是傳統(tǒng)意義上移動終端手機的應(yīng)用場景，所以在美國基于毫米波的5G并沒有有任何移動制式的手機或者數(shù)據(jù)類器件，而都是一個固定接入設(shè)備，對于FWA固定接入設(shè)備產(chǎn)生了新的基礎(chǔ)設(shè)施需求。
例如，光纖入戶時光纜埋在地下與樓宇連接，現(xiàn)在毫米波FWA可以不用有線方式，而使用毫米波設(shè)備解決，是一個固定接入設(shè)備，且電源供電。
二、萬物互聯(lián)
它將是基于5G新標準的IoT，不是現(xiàn)在基于4G標準的NB-IOT或者EMTC制式的IoT，這樣的標準無論從基礎(chǔ)設(shè)施還是移動終端的角度，都會有新的射頻器件產(chǎn)生。
三、低延時高可靠性
未來的比如自動駕駛，AR\VR應(yīng)用都將在5G基礎(chǔ)上獲得新的發(fā)展。
2018年5G試商用，5G對智能手機射頻前端的需求
無論是走獨立組網(wǎng)還是走非獨立組網(wǎng)，2018年所有國家運營商開始試商用，2020年下半年或者2021年之后才開始大規(guī)模的商用。具體時間表為：
2018年-2019年上半年 基于去年12月份完成的NSA第一版標準，以及今年6月份將完成的第一版SA標準，今年所有的運營商都會基于以上標準試商用運行。中國移動、中國電信是全球兩家走獨立組網(wǎng)路線的運營商，其余運營商規(guī)劃走非獨立組網(wǎng)。
2019年下半年-2020年 基于3GPP第15個版本開始有限商用，可能在某些國家會有大規(guī)模商用，包括中國三家運營商目標在2019年下半年、2020年初正式商用。
2020年到2021年 5G大規(guī)模商用，所有支持5G的獨立組網(wǎng)以及非獨立組網(wǎng)的終端網(wǎng)絡(luò)將于2020年完成商用。
陶鎮(zhèn)分析，NSA的好處在于核心網(wǎng)、接入網(wǎng)基于4G-LTE，只需要數(shù)據(jù)內(nèi)容層面做5G的基站部署，SA則需要全部重新投入，包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)都是基于5G-NR。
以中國、日本、韓國、美國這四個5G部署主要國家來看，中國目前在6GHz以內(nèi)有兩個頻段，一個是3.3GHz到3.6GHz，300MHz帶寬，另一個是4.8 GHz到5GHz，200MHz帶寬，日本和韓國使用3.5GHz和4.8GHz兩個頻段。美國則采用28GHz毫米波頻段。
5G對射頻器件的挑戰(zhàn)在于，一是帶寬的增加，LTE帶寬最高20兆，5G帶寬最高達到100兆，這還是針對6GHZ以內(nèi)的頻譜，毫米波將高達400兆帶寬?，F(xiàn)在的LTE單載波20兆，做上行載波聚合中國移動最多為3個載波，即60兆帶寬的上行載波聚合。在LTE時代對應(yīng)60兆帶寬的功率放大器設(shè)計，但是到了5G時代需要設(shè)計100兆帶寬，對PA來說是非常大的挑戰(zhàn)。
第二個是波形， PA設(shè)計考慮很多線性指標，線性指標最重要的因素來自于數(shù)的波形，5G定義了CP-OFDM。這個信號波形相比較標準的LTE，它的SCDMA很高，峰均比更高?？傊甈A需要更寬、更高的線性設(shè)計，這也是5G相比較于4G設(shè)計射頻器件最重要的提高性能的地方。除了CP-OFDM，3GPP還有一個降規(guī)格的標準，SFT-S-OFDM，比LTE相對弱一點，可能應(yīng)用場景不一樣。
5G需要更快的速率，更多的MIMO，在4G LTE時代已經(jīng)提到4個下行鏈路，叫4×4的MIMO，2019年可能中國三大運營商都要求4×4MIMO，這是基于LTE的。在5G的4×4下行MIMO或者是上行2×10的MIMO可能會成為一個標準。
未來真正的基于支持5G手機的架構(gòu)中，必須同時支持5G并向下支持4G、3G，以及額外的互聯(lián)性頻段，比如GPS、wifi等的共組性問題，這也將需要更多的天線分工器以及天線調(diào)諧的功能。
在5G的前端架構(gòu)里面，除了PA,濾波器，LNA等傳統(tǒng)的射頻收發(fā)器件以外，更多的是前端天線的分配問題，多工器如何支持更好的載波聚合，天線分工器可能需要與手機廠家合作，他們決定手機里用哪幾根天線，每根天線支持的頻段等等。
5G智能手機中，天線分工器將是占比相當(dāng)大的設(shè)備器件。除此以外，天線越來越多，若要一根天線覆蓋更寬的范圍，未來在5G時代天線調(diào)諧技術(shù)相比較4G時代會更重要。
Qorvo從2017年開始開發(fā)第一款基于5G NR新標準的射頻前端模塊，這個模塊包含功率放大器、開關(guān)、帶通濾波器，低噪放等器件，陶鎮(zhèn)表示，這個模塊并不是真正商用化的產(chǎn)品，而是為了推動3GPP標準化的制定，讓產(chǎn)業(yè)鏈更好的定義5G。緊密跟隨5G商用進程，Qorvo將致力于推出同時支持非獨立組網(wǎng)以及獨立組網(wǎng)的手機射頻解決方案。
