什么是 5G 射频/毫米波信号链？
零中频接收器，也称为直接变频接收器、零差或同步接收器，是一种无线电接收器设计，它使用由频率与载波频率相同或非常接近的本地振荡器驱动的同步检波来解调输入无线电信号。预期的信号。这与标准超外差接收器形成对比，标准超外差接收器仅在初始转换为中频 (IF) 后才完成。与超外差技术相比，零中频无线电设计更简单，占用的 PCB 空间更小，更节能，成本更低。
在直接 RF 采样架构中，数据转换器直接在 RF 处将信号数字化，并将其交给信号处理器以获得可用信息。这是一项基本的设计更改，将传统上由模拟处理（混频器、本地振荡器、滤波器和放大器）处理的内容引入数字域。
已经开发出一种新型的直接 RF 采样模数转换器 (ADC)，每秒可处理多个千兆样本 (GSPS)，可实现更高的转换率和更低的功耗。此外，直接 RF 采样可实现更多数字集成，用于低功耗、多千兆位串行接口和片上数字下变频 (DDC)。结合起来，它们在数据转换器和数字处理器之间形成了非常尺寸和节能的数字互连。由于不需要模拟频率转换，直接射频采样接收器的整体硬件设计要简单得多，从而实现更小的外形尺寸和更低的设计成本。
增加射频信号链的复杂性
移动基础设施和设备中的 RF 信号链复杂性随着每一代无线技术的发展而增加。5G 又增加了另一层复杂性，加剧了移动设备设计工程师面临的挑战。5G 设备中的射频前端 (RFFE) 必须支持更多的射频路径、更高的功率输出和更大的带宽，同时占用更少的空间。最大限度地减少链路损耗和有效散热至关重要。过滤技术的进步对于实现这些目标至关重要。
由于 2 级功率（3GPP 为提高全球 2.5 GHz TDD-LTE 覆盖范围而引入的规范）等要求，移动设备中的射频功率输出有所增加。功率等级 2 将手机天线的功率输出提高 3 dB，以增加上行链路 (UL) 范围。该规范还用于支持新的 FR2 5G 频段。
此外，手机制造商需要处理更高功率的 RFFE 组件，以便在系统损耗因 RF 复杂性增加而增加时保持足够的设计余量。在当今的移动和基础设施设备中，滤波器必须处理高达 33 dBm 或更高的功率电平。通过有效消散由这些较高输入功率水平引起的热量，滤波器可以保持性能并避免寿命降低。
总体而言，热管理的复杂性正在增加，并且变得更加重要。5G 设备将根据子系统需求结合使用包络跟踪 (ET) 和平均功率跟踪 (APT)。与 ET 相比，APT 更易于实现并提供更粗略的功耗控制。APT 跟踪射频功率放大器 (PA) 的平均功耗。只要平均输出功率发生变化，就会对 PA 电源电压进行调整。相比之下，ET 会不断调整施加到 RF PA 的电压，以确保 PA 在传输的每个瞬间给定的功率需求下以峰值效率运行。
LTE 和 5G 传输都可以具有非常高的峰均功率比 (PAR)。ET 可以在具有高 PAR 信号的高功率水平下提高系统效率。例如，在 +28 dBm PA 平均输出功率下，系统效率提高了 23% 以上（从 APT 的 30% 到 ET 的 39%）。
5G中的载波聚合
载波聚合 (CA) 是一种将两个或多个载波合并到一个数据通道中以增强网络数据容量的技术。使用现有频谱，CA 帮助移动网络运营商提供更高的上行链路和下行链路数据速率。CA 用于提高 4G 的吞吐量，它对 5G 也同样重要。
5G 新空口 (NR) 中的 CA 将通过非对称上传和下载提供多连接，为单个用户提供更多带宽；毫米波频率最高可达 700 MHz。在低于 7 GHz 的频段中，使用四个 100 MHz 信道可以实现高达 400 MHz 的瞬时带宽。由于 5G 同时使用 FR1（现有 LTE 频段）和 FR2（毫米波频段），CA 将需要更复杂的实施。使用提供多个 GSPS 的数据转换器不仅支持 100 到 400 MHz 的 RF 信道带宽，还支持处理多个信道或完整的 5G 频带的需要，以减少 TX/RX 链的数量并允许信道选择和CA 将在数字域中实现。
5G NR 设计的最高性能需要同时使用 FR1 和 FR2 载波。称为 LTE-NR 紧密互通，在 3GPP 规范中也称为演进通用陆地无线电接入 (EUTRA) + NR – 双连接 (DC)，通常缩写为 EN-DC。通过这种新的网络架构，现有的 LTE 无线电和核心网络被用作移动管理和覆盖的主实体，同时增加了新的辅助 5G 载波。
使用 EN-DC，从一部手机传输两个高功率信号：LTE 锚点信号和 NR 数据信号。这种配置在手机的小区域内需要两条完整的上行信号路径，这给工程师带来了重大的设计挑战。这两个信号路径之间的高度隔离对于限制互调产物和满足带外发射规范至关重要。但是，还有与信号调节、RF 模块设计和各种天线相关的其他考虑因素，这些也是重要因素。
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