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射频器件成最大掣肘:5G那么热闹,高频通信这道坎该怎么迈?
发表时间:2018年7月6日 16:15 来源:通信产业网 责任编辑:编 辑:麒麟

自动驾驶、远程医疗、智能工厂、VR/AR……一大波改变我们工作和生活方式的应用,伴随着首个完整的3GPPR15标准终结,正照进现实。

一切得益于5G网络的极低时延、超高速率和更广连接三大特性。而工作在高频之下的5G网络在这些应用场景下更是游刃有余。

这是因为,高频移动通信工作在6GHz以上频段,可用带宽大,例如28GHz毫米波频段的可用频谱带宽可达1GHz,能够数十倍提升网络速率,从而满足这些对速率有着极高要求的应用。

目前,国外主流运营商已经基于高频段的5G网络进行试验,验证各种应用场景的可能性。反观国内,由于高频核心技术和核心器件多被国外掌握,高频通信的发展速度要落后于中低频通信。

“我国高频通信发展仍然面临诸多挑战,诸如高频器件核心技术更多掌握在国外公司、高频器件成本偏高、高频信道模型特性不完善、高频设备产业链不成熟等问题。”罗德与施瓦茨公司产品经理马志刚向《通信产业报》(网)记者表示。

高频通信是短板

一般来说,通信业将3GHz以下频段称为低频,6GHz以上频段称为高频。

由于低频覆盖广、信号强等优势,4G之前的移动通信时代,我国一直采用低频通信,频谱资源横跨800MHz-900MHz和1.8GHz-2.4GHz。不过,这在降低建网难度的同时也造成了宝贵的低频资源所剩无几,仅留的几十兆3.5GHz频谱已无法满足5G建网需求。

于是,高频通信需求日益凸显。但不容忽视的是,高频自身也存在着较大的缺陷,衰减较大,且绕射能力较弱。因此,将5G部署在毫米波频段下必须克服其穿透力差、衰减大的缺点,对5G通信设备提出更加严苛的要求。

“高频器件不成熟是我国发展高频通信急需解决的问题。”中国移动通信研究院专家撰文指出同样的挑战。

射频器件依赖进口

那么,诸多专家直指的高频器件难题具体有什么呢?

北京邮电大学教授张平在接受《通信产业报》(网)记者专访时指出,高频通信核心器件主要是射频。在射频前端,滤波器、功放等芯片要解决小型化和功耗问题;而在射频后端,数模转换(AD/DC)是最大的问题。

“目前,小型化和高精度数模转换芯片几乎全部依赖进口。”他指出。

据悉,射频处理单元主要分为四大模块,即中频模块、收发机模块、功放和滤波模块。数字中频模块用于光传输的调制解调、数字上下变频、模数转换等,收发机模块完成中频信号到射频信号的变换,再经过功放和滤波模块,将射频信号通过天线口发射出去。

其中,滤波器约占整体成本50%,是射频的重要组成部分。但是,在滤波器方面,主要供货厂商为美国企业Avago、Qorvo、Skyworks以及日本企业TDK、村田、太阳诱电,我国必须完全依靠进口。

数模转换器,简单说就是将模拟信号转换为数字信号,而这些技术同样多掌握在美国、日本、德国等国家手中。张平向记者表示,中国A/D芯片的设计水平和生产工艺与国际巨头相比仍存较大差距,还无法生产出可替代产品,基本完全依赖进口。

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