由 dawei 副标题#e#
5G是近两年讨论比较火热的话题，也有很多朋友问我：我现在的手机能不能支持5G网络。我总会笑笑说：5G时代还没来呢，就这么着急关心这个问题。很遗憾，不能。
至于为什么不能，我在这篇文章中为大家解答。
5G对终端射频器件影响：需求增加、技术升级、集成度提升
要知道，5G启用后，我们势必加入新的无线频段，更高的频率除了承载更高的数据吞吐量之外，还会对手机天线的设计造成影响，主要分为以下几个部分：
新频段→→→滤波器需求倍增、频谱重新划分增加射频前端复杂性
高频率→→→BAW将成为滤波器主流、终端天线将发生重大变革
大带宽→→→PA设计复杂度提升、滤波器、天线开关/调谐设计难度加大
4×4 MIMO→→→射频前端用量翻倍、终端天线数量增加
双连接→→→射频器件数量增加、器件性能要求提升
新频段：5G终端支持频段数翻倍，带来射频前端用量和复杂度提升
关于历代手机对频段的支持，这里我们以iPhone为例：2007年第一代iPhone（2G）仅支持4个频段，到2016年iPhone 6（4G LTE）已经增加到40个频段，预计2020年iPhone（5G）所支持的频段数将翻番，将支持80个以上频段 。
5G手机支持频段数翻番：4G LTE频谱由文档 36.101中定义的 52个3GPP 频段组成，其中35个用于FDD/SDL，17个用于TDD，预计到2020年，5G应用支持的频段数量将实现翻番，新增50个以上通信频段，全球2G/3G/4G/5G网络合计支持的频段将达到91个以上。
因此，我们可以推测出5G对于终端射频系统的影响：
1）滤波器需求倍增：理论上智能手机一个频段对应2个滤波器（Filters），5G手机频段数倍增将带来单机滤波器用量的大幅增加；
2）频谱重新划分增加RFFE复杂性：部分3G/4G的频谱将逐步重新分配至5G NR频段，如中国移动采用的n41频段，导致同一频率范围内需同时支持4G LTE和5G，带来射频前端设计复杂性的大幅提升；
高频率：5G采用更高频率，BAW、LCP/MPI将成为主流
5G频谱包括了两个频率范围，即Sub 6GHz（FR1）和毫米波（FR2）频率，其中2.5GHz（B41）和3.5GHz（B42/B43）将是5G增强型移动宽带（ eMBB ）首要建设目标，国内三大运营商均采用该频段，5G所采用的频率远高于4G，甚至可以支持毫米波波段，给终端射频带来了巨大改变：
在5G来临后，将会有以下几个趋势：
1）体声波滤波器（BAW）将成为主流：相较于声表面波滤波器（SAW），BAW更适合于2GHz以上的高频段，5G新增频段包括Sub 6G和毫米波等超高频频段，BAW将成为5G滤波器主流。
2）终端天线将发生重大变革：目前智能手机主要采用LDS和FPC天线，由于5G频率的大幅提升，在Sub 6G范围内，LCP和MPI凭借更低的高频损耗将成为主流，在毫米波范围内，天线尺寸急剧缩小，将采用芯片化的天线阵列模组。
3）基站功放（PA）将采用高频性能更好的GaN材料，但是终端功放预计仍会采用性价比更高的GaAs材料。
大带宽：5G支持100MHz的超大带宽，对于射频器件提出更高要求
5G单载波带宽达到了100MHz，是4G LTE最高带宽20MHz的5倍，在Sub 6G范围内可存在2个上行链路和4个下行链路载波，意味着可实现200MHz上行和400MHz下行的总带宽，前所未有的大带宽也给终端射频设计带来了巨大挑战：
1）PA设计复杂度提升：目前旗舰LTE手机通常采用包络跟踪（ET）和PA最小化功耗，但是包络跟踪器最多只支持60MHz带宽，因此PA必须在ET和APT（平均功率追踪）模式下切换运行，PA设计难度增大；
2）滤波器、天线开关/调谐设计难度加大：大带宽意味着滤波器、天线开关、天线调谐支持更大的频率范围，设计难度加大；
3）5G R15中定义了600多个新的载波聚合组合，也增加了射频前端设计的复杂性。
4×4 MIMO：5G强制性采用4×4 MIMO，带来终端射频用量翻倍
5G终端标准为支持下行链路4×4 MIMO，上行链路2×2 MIMO，而目前仅部分高端4GLTE手机支持4×4 MIMO，大部分仅支持2x2MIMO，因此5G将带来：
1）射频前端用量翻倍：4×4 MIMO需要4根天线和4个独立的RF通道，4×4 MIMO普及意味PA、LNA、滤波器、射频开关等射频前端器件用量翻倍增加；
2）终端天线数量增加： 4×4 MIMO需要4根天线和4个独立的RF通道，也会带动终端天线数量的进一步增加；
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3）从64QAM升级为256QAM（正交幅度调制），传输速率提升1.33倍，对于射频前端的线性度提出更高要求。
双连接：5G NSA双连接带来射频前端数量和难度的增加
5G NSA是运营商早期加快5G部署的方案，通过利用LTE锚频段进行控制以及5GNR频段提高数据速率，但是5G NSA要求实现4G LTE和5G同时连接，大大增加了射频前端的复杂度：
1）射频内容增加：双连接意味着手机将需要两套主天线，对应射频组件的数量也要大幅增加；
2）器件性能要求提升：LTE锚频段传输生成的谐波有可能落在5G频段，导致接收器灵敏度劣化，因此需要灵敏度更高的滤波器，以及功率更大的PA；
3）集成化成为趋势：射频内容增加的同时，手机内部射频所占空间却在不断缩小，射频前端集成化成为趋势；
因此，想要给手机多加几个频段支持都很难，更别说给旧手机增加5G支持了。支持5G，对于手机的基带、射频、内部结构都势必会造成极大的影响，想让旧手机支持5G？对不起，恐怕不行。
好了，本篇文章的技术解析就到这里了，关于“5G”方面的知识，你了解多少？你又有哪些疑惑？欢迎在下方评论留言。
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