3GPP宣布R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，模組設(shè)計(jì)面臨哪些難點(diǎn)呢？

R16標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)能力擴(kuò)展、潛力挖掘以及降低運(yùn)營(yíng)成本等方面，做出了諸多改進(jìn)：包括對(duì)超可靠低延遲通信（uRLLC）的增強(qiáng)、對(duì)垂直行業(yè)和局域網(wǎng)服務(wù)的支持、蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的支持與擴(kuò)展、增強(qiáng)V2X車聯(lián)網(wǎng)（Vehicle to Everything）的支持、5G定位和定位服務(wù)、5G衛(wèi)星接入、無線和有線融合增強(qiáng)、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)切片、支持無線NR-U免許可頻譜設(shè)計(jì)等。這些改進(jìn)的提出，對(duì)行業(yè)從業(yè)者提出了諸多挑戰(zhàn)。下面，讓我們從模組的角度來看看吧。 

NR5G強(qiáng)制要求5G NR必須使用MIMO技術(shù)，也就是多輸入多輸出技術(shù)，包含上行MIMO和下行MIMO。要保證最好的上下行吞吐量，避免各MIMO支路間相互干擾，MIMO支路之間就需要滿足相應(yīng)的隔離度要求。對(duì)于面積十分緊湊的模組而言，如何設(shè)計(jì)滿足要求的MIMO路隔離度，不僅要布局合理，天線的布局也需要合理，盡量避免MIMO支路天線靠的過近，尤其對(duì)發(fā)射的MIMO支路而言。

由于5G NR更靈活、帶寬更大、速率更高，NR終端設(shè)備比LTE更耗電。要滿足3GPP的功率， NR PA就需要更高的輸出功率，高輸出功率帶來的弊端就是功耗增加，從而導(dǎo)致整個(gè)模塊的熱量增加，而模塊體積很小，從而增加了散熱難度。如何優(yōu)化功耗也成為射頻設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。同時(shí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是5G的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，其終端產(chǎn)品的使用場(chǎng)景大多要求嚴(yán)苛的工作溫度，這也對(duì)模塊的功耗及溫升設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為了保證模組能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的工作需要嚴(yán)格控制模組的溫升，為此PCB設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)發(fā)熱器件的布局規(guī)劃、走線時(shí)整板的電源和地回路的設(shè)計(jì)都需要做調(diào)整。需要對(duì)各頻段的功耗持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化以達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)需要在模組四周做散熱措施。

5G大應(yīng)用時(shí)代開啟，多種多樣無線通信系統(tǒng)在應(yīng)用環(huán)境中疊加傳播。為了解決5G高頻傳輸?shù)男盘?hào)衰弱問題，大部分都要求通信系統(tǒng)具備更高的發(fā)射功率，因此5G基站會(huì)布的較4G基站密集得多，加劇了環(huán)境干擾。同時(shí)5G的N41/N77/N78/N79等主要頻段與WIFI 2.4G/5G的應(yīng)用頻率非常靠近。為此，在5G模組的設(shè)計(jì)中，必須要盡可能考慮每一個(gè)工作頻段的抗干擾能力。首先是對(duì)于每一個(gè)接收通路中的可能存在干擾信號(hào)的抑制能力進(jìn)行詳細(xì)的鏈路預(yù)算，嚴(yán)格選擇滿足設(shè)計(jì)要求的LPF和多工器配合，同時(shí)還必須阻斷干擾信號(hào)通過相鄰或者間隔較近的通路耦合路徑。還需要考慮模組大功率發(fā)射對(duì)傳輸環(huán)境產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度，必須控制在一定范圍之內(nèi)。

為了滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)終端豐富的通訊接口需求，5G模組設(shè)計(jì)了常用的多種接口包含USB3.1, PCIe3.0, SDIO3.0, RGMII2.0, (U)SIM card, digital audio(I2S or PCM), SPI, I2C, UART, ADC,GPIO等。模組接口多會(huì)導(dǎo)致外圍的功能增加，客戶的應(yīng)用更復(fù)雜技術(shù)要求更高；同時(shí)對(duì)電路設(shè)計(jì)要求更高調(diào)試難度和工作量會(huì)增加很多。模塊接口多也會(huì)導(dǎo)致模塊的管腳數(shù)量增加對(duì)模塊的平整度、焊接能力、生產(chǎn)測(cè)試等都會(huì)增加難度。接口數(shù)量多，會(huì)導(dǎo)致單位面積內(nèi)的PIN數(shù)量增加，PIN數(shù)多在生產(chǎn)或者客戶使用過程中被ESD，浪涌等損壞的概率會(huì)增大，因此在模塊設(shè)計(jì)的時(shí)候提出了更高的要求。