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怎样 “DIY” 出一部 5G 手机?

发布日期:2019-08-31 05:30   来源:未知   阅读:

  这是一张联通在深圳的 5G 信号覆盖图,布满地图的小绿点,是联通的 5G 网络截止 8 月 20 日时,已经在深圳覆盖的区域。当然,随着 5G 的概念的成熟,这些看得让人密集恐惧症发作的绿点,还会以指数级的速度增长,直至铺满整个地图。

  毋庸置疑,5G 离你我都是近在咫尺,当然不止是 5G 的网络覆盖,5G 手机同样也是来势汹汹。最近上市的几款新 5G 手机,包括中兴 Axon 10 Pro 5G 和 iQOO Pro 5G,都是在 4G 版本的基础上,为用户提供了额外的 5G 版选择。如果再往前,三星 S10 5G、小米MIX3 5G 也是如此路——

  那么,4G版和5G版之间差别在哪里?下面和我一起尝试把 4G 手机 “DIY”(YY) 成 5G版之后,你就知道了。

  假如现在我们是一位左手电烙铁右手电动起、拥有呼风唤雨超能力和无视预算的工匠大师,我们怎样才能把一部 4G 版的 iQOO Pro,强力 DIY 成 5G 版的 iQOO Pro 5G?

  5G 的命门是什么?Modem,或者说调制解调器,它虽然小,但是却是网络连接的基础元器件。移动网络的命门是 Modem,5G 当然也不能免俗。

  所以,我们 DIY 的重中之重,就是换上一颗 5G 的 Modem,把握命运之匙。OK,那 5G Modem 有啥可以选的?无视预算,你懂的……

  Modem 研发不仅技术难度超高,还需要和全球各运营商的网络设备分别适配,所以说得上是一项复杂的、巨大的系统性工程。也正因为如此,全球范围内有 Modem 研发能力的厂商屈指可数,只有高通、三星、华为、联发科等少数几家。

  所以在这个「命门」的选择上,iQOO Pro合理地选择了高通的5G Modem——骁龙X50 5G调制解调器,与旗舰骁龙855 Plus相搭配,打造顶级性能。

  前有小米、中兴等厂商探路,iQOO选择骁龙X50搭配骁龙旗舰芯片为手机赋能的举措肯定是明智的。我们看到骁龙X50至今都还是一大票 OEM 合作厂商们的 5G 首选。

  在把它 “DIY” 上 iQOO Pro 的主板之前,我们还是先看看 X50 的主要硬件参数,这里我们拿高通的官方介绍:

  作为首款 5G 调制解调器,骁龙 X50 基于 OFDM 调制技术……采用支持自适应波束成形和波束追踪技术的 MIMO 天线技术,在非视距(NLOS)环境中实现……移动宽带通信。通过支持 8 x 100MHz 带宽(采用了八载波),骁龙 X50……支持最高达每秒 5Gbit /s的峰值下载速度,如果你下载一个 5GB 大小的电影,大约只需要 8 秒。

  就跟我们和外国友人说英语一样,手机通信的过程简单来讲其实就是将数字信号(英语)与模拟信号(中文)相互转换、以数字信号(英语)与基站通讯的过程——所以这里面就会涉及到两段完全不同的程序:一是信号转换,二是信号收发。Modem 虽然贵为手机通信的核心,但是其实它只能负责信号转换,信号收发必须要由专门的「2 件套」来负责,这 2 件套是 射频前端RFFE和天线。

  无论是 3G 手机还是 4G 手机,通常都会内置 RFFE 和天线 件套——讲到这里,可能会有 DIY 小能手就有疑惑了,既然就只是个「信号收发器」,借用 iQOO Pro 的 4G 版原有的天线模组不就好了,何必劳神费力整体更换?

  这里的问题是,为 4G 设备定制的 RFFE 和天线G 频段的信号,却不能完全收发 5G 频段的信号——因为 5G 信号(也就是电磁波)与 4G 以及 3G / 2G 信号特性完全不同。多说一句,电磁波特性的差异,可能也是从 4G 过渡到 5G 时代电信市场要重新洗牌的根本性原因。

  要知道,4G 使用的频谱资源通常在 450MHz - 6GHz 以内(通常被称作 Sub-6GHz),以波长论属于分米波、厘米波,但是 Sub-6GHz 所处的频谱资源本身就很稀缺(频谱短、各行各业占用多),而且带宽也不是太能满足 5G 高速传输的需求,所以国际通信规范标准化组织 3GPP 在最新定义的 5G 新空口(5G NR)中确定,在 Sub-6GHz 的 FR1 频段之外,还将会使用频率范围在 24.25GHz - 52.6GHz 的 FR2 毫米波频段。

  可能听起来 4G 和 5G 的频段信号只是频率不同而已,但是实际上不同频率决定了电磁波信号的完全不同的特性:频率越高 ➾ 波长越短 ➾ 衍射能力越弱 ➾ 传输距离越短。毫米波已经属于甚高频的电磁波,它的传输距离远不及 4G 频段用到的分米波和厘米波,而且它的穿透衰减非常严重。打个比方,我们用 4G / 3G / 2G 信号时可能都不知道运营商基站在哪儿,就能满信号刷微博,但是如果不做优化,可能只有 5G 基站和路由器一样入户,才能让所有人都连上 5G。

  所以,如果想 DIY 成 5G 版 iQOO Pro,不换上 5G 专用的信号收发元器件是不可能的了,我们还是得把 RFFE 和天线换新。

  OK,老问题又来了——换啥合适?截止到目前,我们也还是只有高通家的方案可以用,只能用高通的毫米波天线GHz 天线xx。

  这里所说的毫米波 SIP,是指 System In Package,也就是一个模块中包括了 RFFE 和天线 件套,所以这里我们也就省事儿了,不用单独装一套 RFFE 再来单独装天线。不过,咱们得注意到,天线 SIP / 组件有两套,一套是毫米波使用的 QTM052,另一套是 Sub-6GHz 使用的 QPM56xx。

  前面说了,5G 分 FR1 和 FR2 两个频段,FR1 主要借道 Sub-6GHz 频谱的分米波和厘米波,而 FR2 用的是完全不同的毫米波,六合现场开奖结果168而且我们也已经知道了,毫米波和厘米波 / 分米波的特性完全不同,所以必须单独使用不同的组件来分别收发毫米波和 Sub-6GHz 信号,对应的,就是 QTM052 和 QPM56xx。5G 专用的 QTM052 SIP,就是下面这玩意儿:

  当然,也不要小看这个小玩意儿,它的技术集成度也是和 Modem 一样高到爆表那种,就是为了让手机能像收发 4G / 3G / 2G 的分米波 / 厘米波一样远距离、高精度地收发毫米波。在 QTM052 这套毫米波天线 SIP 上,高通用上了包括Massive MIMO、波束成形和波束导向这一整套的新技术。Massive MIMO 简单来说,就是借毫米波波长短、天线短的优势,在一个 SIP 中加入了多根天线形成天线阵列;而波束成形技术,就是利用 Massive MIMO 的天线阵列相互干涉各自发射和接收的毫米波信号,将信号聚合形成波束,增强信号的强度,同时引入波束导向技术的算法模型,无论人拿着手机如何移动,让波束信号始终指向最优方向传输——这一整套方案,就可以克服毫米波传输距离短和手机位置随时变化带来的数据传输障碍。

  另外,考虑到 5G 毫米波这么难搞、QTM052 又这么小,我提议咱们给 iQOO Pro 多加装几套 QTM052,上下左右一边一套,双份儿的双保险,让毫米波无所遁形!

  基本上,“DIY” 到这里,硬件部分我们已经足够把 iQOO Pro 升级成 iQOO Pro 5G 了,但是当然厂商升级 5G 肯定不可能像我们 YY 这样只是加装 Modem 和天线 SIP 这样子简单,软硬件调试是少不了的。受限于姿势水平,咱们就不再继续深入 YY 了。

  不过虽然只是 YY,你应该差不多明白 5G 手机和 4G 手机有什么不同了吧?返回搜狐,查看更多

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