DAS FRONT-END ZÄHLT
Früher war der Hochfrequenzteil des Smartphones ein Mittel, Daten von A nach B zu über tragen. Doch mit 5G wird das sogenannte FrontEnd so komplex, dass ein Wachstums markt entsteht. Qualcomm positioniert sich darin – auch dank deutscher Unterstützung.
Drei Dinge scheinen klar: Ein Smartphone braucht einen Prozessor für die Ausfüh rung von Betriebssystem und Apps, ein Modem, um die Daten für die Internetverbindung zu ver schlüsseln, und Deutschland hat die Entwicklung im Bereich Smart phone verschlafen.
Zumindest die dritte Behauptung lässt sich mit einem Blick nach München widerlegen. Denn dort hat Christian Block seinen Stammsitz, der als Senior Vice President und General Manager die Hochfre quenzEntwicklung von Qualcomm verantwortet.
Qualcomm schätzt, dass der Markt mit HFKomponenten für den Mobilfunk von 13 Milliarden 2019 auf 18 Milliarden USDollar bis 2022 wächst.
Immer mehr Bänder, immer mehr Bandkombinationen
Ein Grund dafür ist die stetige Zu nahme an Frequenzbändern und – seit Einführung von Carrier Aggre gation – die einhergehende Zu nahme an kombinierbaren Bändern. Gab es bei der Einführung von 4G noch weltweit 16 genutzte LTE Frequenzbänder, so ist ihre Zahl bis heute auf 49 gestiegen. Sie lassen sich laut Qualcomm zu über 1000 in der Praxis genutzten Kombinationen zusammenschalten. Mit 5G kommen neue Frequenzbänder unterhalb von 6 GHz und im Millimeterwellenbe reich (mmWave) um 20 bis 30 GHz dazu, sodass die Anzahl der mög lichen Kombinationen mittlerweile die 10 000 überschreitet.
Das erfordert zunächst einmal mehr Filter. Sie dienen unter ande rem dazu, die für das Smartphone im Moment relevanten Sende und Empfangsfrequenzen auszusieben. Hierzu werden in München etwa verschiedene Formen von akus tischen Oberflächenwellenfiltern
konstruiert und hergestellt, winzigen Strukturen, die elektrische Signale durch mechanische Schwingungen filtern. Ein wichtiges Ziel bei den Filtern ist es, die Verluste gering zu halten, denn das verbessert den Emp fang und mindert die beim Senden nötige Leistung, was der Batterie laufzeit zugutekommt. Block nimmt für die QualcommFilter in An spruch, bis zu ein Dezibel weniger Einfügeverlust als der Mitbewerb zu erreichen, das könnte beim Senden etwa 10 Prozent Energie sparen.
Die zugewiesenen Frequenz bänder und Übertragungszeitschlitze ändern sich in 5GSmartphones na türlich sehr schnell, was schnellere, präzisere und wieder verlustarme Schalter erfordert, die Qualcomm selbstverständlich ebenfalls liefert.
Eine Spezialität im Radioteil sieht Qualcomm im Zusammenspiel der Sendeverstärker (PA) mit einem 5GNRRadiotracker, der immer nur genau so viel Leistung liefert, wie der Sender gerade braucht. Auch hier ist natürlich Energiesparen zur Ausdauererhöhung das Ziel.
Stolz ist Block außerdem auf die kontinuierliche Antennenanpassung (Impedance Tuner, Aperture Tuner). Sie ermöglicht es, die Antennen nicht nur auf die typische Hand haltung beim Surfen und die Kopf haltung beim Telefonieren abzu stimmen, sondern auch auf Betriebs zustände die in Bezug auf die Körpernähe dazwischen liegen. Das ermöglicht es, unabhängig von der
Art der Smartphonenutzung, immer die bestmögliche Verbindung zum Netz herzustellen.
Darüber hinaus erfordern auch die neu hinzugekommenen Frequenz bereiche Sub6 und mmWave neue Komponenten im FrontEnd, darun ter besonders rauscharme Verstärker (sub6 DRx module), die auch schwache Empfangssignale nicht durch Eigenrauschen überdecken.
Einen Vorteil gegenüber dem Wettbewerb sieht Qualcomm für sich darin, dass alle Komponenten vom Modem über Verstärker, PowerTracker, Filter und Schalter aus einer Hand kommen.
Dadurch können sie optimal auf einander abgestimmt werden, was für das HochfrequenzFrontEnd Vorteile beim Energieverbrauch und bei der Verbindungsqualität ver spricht. connect wird sich das an sehen.