Qualcomm: Durchbruch bei 5G-Modulen für Handys

Eine neue Familie von Modulen, die Millimeter-Wellen ("mmWave") Antennen-Module, machen die für künftige 5G-Anwendungen notwendige "mmWave"-Technik in Smartphones in großem kommerziellen Rahmen praktisch nutzbar.

Voll integrierte Millimeter-Wellen-Antenne

Das neue QTM052 mmWave Module von Qualcomm
Foto: Qualcomm Qualcomm Technologies gibt heute die - nach eigenen Angaben - weltweit erste voll-integrierte "millimeter wave" Antenne für 5G-Geräte und Sendemodule unterhalb von 6 GHz für Smartphones und andere mobile Geräte bekannt. Sie gehören zur "Qualcomm QTM052 mmWave antenna module"-Familie und den Qualcomm "QPM56xx sub-6 GHz RF"-Modulen, die zusammen mit dem Qualcomm "Snapdragon X50 5G Modem" die passenden Antennen für künftige Frequenzbänder liefern, und so kompakt sind, dass sie in übliche mobile Geräte hineinpassen.

Meilenstein auf dem Weg zu 5G

Qualcomm kündigt Module an, die mit 5G bis zu 5 GBit/s schaffen.
Grafik: Qualcomm Für die Mobilfunkindustrie sei es ein "Meilenstein", heißt es bei Qualcomm. Man habe früh in 5G investiert, um eine funktionierende Lösung anbieten zu können. Die neuen Antennen-Module kombinieren 26 GHz "mmWave" und die Mobilfunkfrequenz unterhalb von 6 GHz, was mobile 5G-Netze und die Geräte, speziell Smartphones, überhaupt erst in großen Stückzahlen möglich macht, sagte Cristiano Amon, der Präsident von Qualcomm Incorporated. “Mit 5G können die Kunden "gigabit-class Internet"-Geschwindigkeiten mit unglaublichen Reaktions­geschwindig­keiten in ihren Händen halten, "was die mobile Nutzer­erfahrung revolutionieren wird".

26 GHz galt lange als zu schwierig

Die Qualcomm Module unterstützen Beamforming bei 5G
Grafik: Qualcomm Bis jetzt wurden "mmWave"-Signale noch nie in der mobilen drahtlosen Kommunikation genutzt, weil es jede Menge Herausforderungen bei Design und Technik gab. Auf 26 GHz und darüber hinaus spielt alles eine Rolle: Viel Ingenieurskunst, das richtige Material, der richtige Formfaktor und regulatorische Grenzwerte bei strahlenden Teilen. Lange hatten Viele in der Mobilfunk­industrie geglaubt, dass das technisch gar nicht möglich wäre, für so hohe Frequenzen passende Bauelemente bauen und liefern zu können.

Module kombinierbar

Der Vergleich mit der Münze gibt einen Eindruck von der Größe der neuen 5G-Funkmodule
Foto: Qualcomm Die "QTM052 mmWave Antennen-Module" arbeiten als "Tandem" mit dem "Snapdragon X50 5G Modem" als Gesamt-System, um "die gewaltigen Herausforderungen bei mmWave zu meistern". Sie unterstützen fort­geschrittenes Beam-Forming, Beam-Steuerung und Beam-Verfolgung ("Beam Tracking"), indem sie die Reichweite und Zuverlässigkeit drastisch verbessern, so die Auskunft aus San Diego, dem Sitz von Qualcomm.

Im QTM052 ist ein 5G NR (New Radio) Sende-Empfänger eingebaut, weiter die Leistungs- und Spannungsregelung, die Komponenten des (analogen) Hochfrequenz­empfängers, bevor die digitalen Signale ausgewertet werden, und das phasengekoppelte Antennenfeld ("phased antenna array").

Lieferbar Anfang April 2019

Die Module stellen eine Bandbreite von bis zu 800 MHz im 26,5 - 29,5 GHz Band ("n257") zur Verfügung, decken aber auch das gesamte 27,5 bis 28,35 GHz (n261) und sogar das 37 bis 40 GHz (n260) mmWave Band zur Verfügung. Besonders wichtig sei, daß die QTM052 Module alle diese Möglichkeiten in einer sehr kompakten Größe bieten, damit sie in ein Smartphone integriert werden können. Das erlaube den Original Herstellern (OEMs) ein für den Kunden attraktives Gerätedesign anbieten zu können. Die künftigen Geräte sollen "extrem hohe Daten­geschwindigkeiten" bei mmWave 5G NR für den Kunden möglich machen werden. Die Lieferbarkeit der Geräte wird für Anfang 2019 erwartet.

Wofür 26 GHz?

Solche Module von Qualcomm dürften in den nächsten 5G-Endgeräten zu finden sein.
Foto: Qualcomm mmWave passt am besten, um eine 5G-Netzversorgung in dicht besiedelten, städtischen Gebieten oder stark besuchten Indoor-Umgebungen zu schaffen. Die breitere Netzabdeckung mit 5G wird auch in Zukunft unterhalb von 6 GHz stattfinden. Dafür ist die QPM56xx RF-Modul-Familie (bestehend aus QPM5650, QPM5651, QDM5650 und QDM5652) entwickelt worden, um Smartphones, die mit dem Snapdragon X50 5G Modem ausgerüstet sind, auf den Bändern unterhalb von 6 GHz in 5G-NR-Technik senden sollen.

Im QPM5650 und QPM5651 ist ein 5G-NR-PA (Leistungsverstärker)/LNA (rauscharmer Verstärker)/Umschalter und das Filter-System integriert. Die QDM5650 und QDM5652 erlauben Diversity und unterstützen MIMO - Antennen. Alle vier Module bieten eine integrierte SRS-Umschaltung, die man für optimal angepasste "massive MIMO"-Anwendungen auf 3,3 bis 4,2 GHz (n77), 3,3 bis 3,8 GHz (n78) und 4,4 bis 5,0 GHz (n79) unterhalb von 6­GHz braucht. Diese HF-Module (HF = Hochfrequenz, englisch RF = Radio-Frequency) erlauben es den Herstellern, die passenden Endgeräte für 5G-NR massive MIMO zu entwickeln, gibt sich Qualcomm überzeugt.

Beide Produkte, also die QTM052 mmWave Antennen Modul-Family wie auch die QPM56xx sub-6 GHz Funk-Module werden ab sofort als Muster an die Gerätehersteller ausgeliefert.