5G手機研發面臨五大技術挑戰

科技   來源:莞訊網  責任編輯:百花殘  2019-11-01 10:12:16
  5G手機研發面臨五大技術挑戰
 
  自6月6日工信部發放5G商用牌照后,躍躍欲試的手機用戶們不斷刷新三大運營商的5G套餐預約數,諸多廠商紛紛推出自家的5G手機。5G手機將給我們帶來哪些驚喜,又將帶來哪些使用場景的變革,支撐5G手機的技術變革有哪些?首屆“世界5G大會”召開前夕,vivo通信研究院總經理秦飛和OPPO研究院資深通信標準研究員沈嘉接受科技日報記者采訪時表示,突破了續航能力、散熱能力、天線設計、空間利用、5G通信協議等技術瓶頸的5G手機,將帶來新的用戶體驗。
 
  2019年是5G網絡的元年,高速度低時延的5G網絡,能給用戶帶來區別于4G的哪些不同體驗?OPPO研究院資深通信標準研究員沈嘉認為,目前很難精確地預測5G的具體應用形態,但在他看來,5G時代會有更多可穿戴式設備。在終端體驗上,用戶玩游戲的互動性將更強,沉浸度更高,視頻不僅更清晰流暢,還會出現3D視頻、AR/VR視頻等新形式。
 
  而在工業互聯網領域,5G的低時延、高可靠的特點,將有可能在工業、安防、交通等行業深度使用。“例如在工廠里遙控設備,采集工業化設備的數據,進行實時傳送。”
 
  沈嘉表示,在消費電子領域,5G也將有廣為應用。現在大家看AR、VR時會有眩暈的感覺,這是因為時延有點大,未來時延可以控制在幾毫秒。
 
  “而在車聯網領域,信號傳輸的空中接口這塊,目標時延要降到1毫秒以內,可靠性達到99.9999%。”
 
  目前,不少手機廠家推出5G手機,且價格偏高,在4000元左右,5G手機價格何時才能更親民?沈嘉表示,影響手機價格的主要因素是產量和規模。目前5G手機的成本受5G處理的基帶、射頻芯片等元器件影響,未來隨著技術的快速成熟和上下游生產商規模擴大,不久后將會迎來價格下降。
 
  無獨有偶,vivo通信研究院總經理秦飛介紹,目前的5G手機重點面向高端機型,而隨著5G網絡建設鋪開,5G手機也將更普及,目前行業內的預期是,2020年5G手機價格將下探到2000元左右。
 
  帶寬和傳輸速率的提升,也給5G手機的研發帶來五大技術挑戰。
 
  首先是續航能力。秦飛說:“5G手機的流量消耗將是4G時代的10倍,面臨的首當其沖的挑戰就是電池的續航能力。5G手機的續航時間未必會延長,因為要保證手機的使用體驗。”為此,5G手機的電池電量將從4G手機的1500—2000mAh提高到4000mAh以上。
 
  此外,工程師們還采用了一些新的技術讓手機更省電。“手機息屏時其實也耗電,我們現在正在研究,讓手機在息屏或者不使用通信功能時微睡眠,但有信號傳輸時又可以快速蘇醒。同時優化手機內部軟件,用AI來研究用戶需求,根據用戶的使用習慣來分配電能,對于一些要求更高的軟件,比如實時游戲等,優先分配電能。”沈嘉說。
 
  其次是散熱能力。秦飛說,帶寬、信息處理量的提升,使得5G手機的耗電量增加,這意味著發熱量也在加大。為此,工程師們使用液冷微循環散熱板技術,在金屬的超材料板里設計毛細微管,充入特殊材料,這些材料在接觸CPU散熱的位置之后,可以為CPU降溫。
 
  第三是5G手機內的空間利用。“5G手機要兼容的通信模塊和頻段很多,這就像四世同堂一樣,要同時兼容5G、4G、3G、2G,還要支持藍牙、WiFi、GPS、北斗導航、FM收音機等模塊的運行,器件明顯增加。”秦飛說。
 
  手機的體積有限,如何把這么多的天線和模塊塞進手機?秦飛介紹,工程師們應用“3D復式堆疊技術”,在不改變手機大小的情況下,提高空間利用率,能夠容納更多的器件。
 
  第四大技術挑戰是手機天線的設計,“手機天線并非越多越好,合適的數量才是最好的,我們在天線設計中采用多頻段天線復用技術,把4G、5G天線復用、減少天線數目。vivo的天線工程師面向5G提出了天線的側邊分布式設計和天線耦合技術等創新解決方案,讓手機信號表現得到保障。”
 
  最后,也是最費神的,就是5G手機的協議測試。秦飛介紹,任何一個手機軟硬件版本的產生,都需要很多次設計和實驗。手機的通信過程,包括手機開機、訪問網站、打游戲等各種操作,都要經過試驗。5G通信協議都有上萬頁的技術報告,而這些協議的正確性,需要經過反復的測試。(來源: 科技日報 )
 

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