Qualcomm toont 'reference design' van smartphone met mmWave-5g-verbinding

Qualcomm heeft een 'reference design' getoond van een eerste smartphone met een mmWave-verbinding op 28GHz. Deze 5g-verbinding is nu nog niet te vinden op smartphones. Het modem in het reference design is de al aangekondigde X50.

Qualcomm heeft verder niets bekend gemaakt over de specs van het reference design. Het X50-modem zit tot nu toe in geen enkele aangekondigde soc. De X50 moet vanaf de eerste helft van 2019 in smartphones verschijnen, zo zegt Qualcomm. De Amerikaanse chipontwerper stelt dat hij in zijn laboratoria in de Amerikaanse stad San Diego het voor elkaar heeft gekregen om het modem via een mmWave 5g-signalen te laten ontvangen. De maximale snelheid van de verbinding lag boven 1Gbit/s. Dat is een snelheid die met 4g ook haalbaar is.

Met mmWave-techniek wordt het mogelijk om smartphones en zendmasten met elkaar te laten verbinden op hoge frequenties, zoals 28GHz. Huidige mobiele frequenties zitten tussen 0,8 en 2,6GHz. Die hoge frequenties maken in theorie hoge snelheden mogelijk. Het in stand houden van het bereik is echter lastig op zulke hoge frequentiebanden, omdat het signaal niet goed door muren heen komt en niet ver draagt. Met beamforming, een manier voor de mast om apparaten te lokaliseren en het signaal alleen daarheen te sturen, moet het mogelijk zijn die beperkingen deels op te vangen.

De verbinding op 28GHz is maar een onderdeel van 5g, dat een lappendeken van technieken wordt. Onder meer een geavanceerde versie van het huidige 4g maakt deel uit van 5g. Dat moet een moeiteloze overgang van 4g naar 5g in de komende jaren mogelijk maken.

Reacties (14)

Een handige bijwerking van mmWave frequenties (> 30 GHz) is dat de vereiste antenne-grote kleiner is, wat phased arrays met veel antennes (1 voor iedere fase) mogelijk maakt in een smartphone (zie pagina 19 van dit document). Nadeel is dat er een hoger energieverbruik mee gepaard gaat dan conventioneel sub-6 GHz single antenna design, waar dan inventief circuit design een oplossing voor kan bieden (dark silicon etc.). Hetzelfde signaal (V = 1Volt) gaat immers 10 keer sneller op en neer (f x 10 tov 3GHz), dus een lage (parasitaire) capacitieve last (C) is vereist (P = fCV²).

Mogelijks zit er dit CMOS design in hun modem/SoC, waarmee de verschillende fasen (van dezelfde mmWave frequentie) kunnen worden opgewekt die dan voor beamforming kunnen gebruikt worden. Dit systeem werkt via constructieve/destructieve interferentie in een zogenaamde 'Phased Array'. Deze paper geeft ook mooi weer hoe 'blokgolven' op 10 GHz er op 30 GHz opeens veel 'sinusoidaler' kunnen uitzien door limitaties van de hardware:
http://ieeexplore.ieee.org/document/7792882
vrij toegankelijke versie

Deze mmWave frequenties zouden alleen voor toepassingen op korte afstand dienen, aangezien 5G ook de lagere frequenties zal blijven gebruiken om zo een optimale spreiding te krijgen van snelheid, latency en afstand.

Door de immense schaling van Silicium CMOS nodes voor digitaal ontwerp (90nm en lager) die gedreven wordt door processors, zijn deze mmWave frequenties mogelijk geworden bij analoog design (modem). Doordat deze CMOS nodes meestal geoptimaliseerd zijn voor digitaal ontwerp (enkele speciale analoge flavors en SOI daargelaten), moeten er verschillende trucs toegepast worden om er werkende analoge ontwerpen mee te maken.

[Reactie gewijzigd door alopex op 17 oktober 2017 10:42]

Leuk, gewaagd en interessant ontwerp! Jammer dat dit soort mooie, aparte telefoons nooit het daglicht gaan zien.
Zou het erg leuk vinden als telefoonfabrikanten weer eens interessante designs gaan maken ipv maximale schermgrootte en verder niks.

Deze is op het oog wel erg dik. Ik vraag me af of dat een bewuste representatie is van Qualcomm omdat telefoons met deze techniek wat dikker moeten zijn, of dat de render gewoon slecht uitvalt.

Het gaat hier om de chipset van Qualcomm. Niet om de afgebeelde telefoon, dat is slechts een reference design (misschien zelfs alleen een mock-up). Die is slechts bedoelt om de mogelijkheden van de chips te demonstreren en mobieltjes-makers te laten zien, hoe de chipset in een compleet systeem geïntegreerd kan worden. Deze telefoon is niet bedoelt om daadwerkelijk aan de consument verkocht te worden.

Dat weet ik. In het artikel staat reference design telefoon. Andere reference designs can Qualcomm waren dunner. Zoals hierboven aangegeven kost mmwave meer energie. Dus dat verklaart inderdaad dat het toestel wat dikker is

Zoals in de FiPo aangegeven zal het stroomverbruik hoger zijn, dus is een dikkere accu nodig ;-)

Als een dik ontwerp betekend dat ik er 3 -6 dagen met 1 lading kan doen, dan ben ik om.
Die dunnen telefoons met afgeronde schermen, zoals mijn s7 edge, vind ik een rampen ding om vast te houden. (ook door vaak onbedoelde knoppen indrukken)

Waar zit je aan te denken, een balvorm, vierkant of 'n platte cirkel? Ik vrees dat 't gewoon rechthoekig blijft.

Hij zit te denken aan een design zoals in deze reference. Dat typt hij toch letterlijk, dat hij hem mooi vindt en het jammer vindt dat dit soort designs de markt niet halen?

Helemaal leuk om zijn opmerking op deze manier belachelijk te maken, maar het slaat nergens op. Ik begrijp hem ook volledig, in die zin dat er ook binnen het rechthoekige design met maximale schermgrootte best mogelijk is om meer onderscheidende dingen te maken dan nu het geval is.

Naast het feit dat vorm de functie volgt bij hedendaagse smartphones (en dat is gewoon logisch), is de vorm ook grotendeels vastgelegd vanwege winstmaximalisatie en het verlagen van de kosten van het productieproces. Het is prima mogelijk om een toestel te maken met gecombineerde materialen, andere hoeken, subtiele LED-verlichting in de rand, etc. etc. etc. Maar het gebeurt niet omdat fabrikanten inschatten dat de kosten van afwijkend design niet terugverdiend zullen worden. En dat is, voor een flagship, gewoon een te groot risico.

Ik vind het design niet eens zo lelijk, als hij uit moest komen in een jaar, zou ik hem overwegen(mits hij een goed updatebeleid heeft)

Dit is geen eindgebruikersapparaat... het is een reference design zodat een 'known working setup' beschikbaar is voor bedrijven die telefoons maken op basis van deze hardware. Hoe ze dat uiteindelijk implementeren mogen ze zelf weten, maar met een reference design is het een stuk makkelijker, goedkoper en sneller om dit te realiseren.

Goeie ontwikkeling, en ben dan ook benieuwd welk merk tegen die tijd de eerste gaat zijn die hem in een smartphone gaat gebruiken.

Hier is nog wat meer info te vinden overigens:
Klik = Webpagina Qualcomm
Klik = Datasheet kun je het niet echt noemen, maar beter iets dan niets zeg ik altijd maar.
Klik = Deze lijkt meer op een datasheet, naar nog wat extra zoekwerk te hebben gedaan, deze is van Qualcomm & Nokia samen overigens, al zie ik nu dat @alopex mij met al voor was met deze info.

Edit: ernstige typo's, thx @S_Chief voor het melden

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 17 oktober 2017 13:12]

Goeie ontwikkeling, en ben dan ook benieuwd welk merk tegen die tijd de eerste gaat zijn die hem in een smartphone gaat gebruiken.

Hier is nog wat meer info te vinden overigens:
Klik = Webpagina Coalcomm
Klik = Datasheet kun je het niet echt noemen, maar beter iets dan niets zeg ik altijd maar.
Klik = Deze lijkt meer op een datasheet, naar nog wat extra zoekwerk te hebben gedaan, deze is van Coalcomm & Nokia samen overigens, al zie ik nu dat @alopex mij met al voor was met deze info.

Coalcomm, echt?

Lekker achterlijk ook inderdaad, inmiddels dan ook aangepast