5G技術擁有比4G超過1,000倍的數據流量處理能力，勢必將為無線通信開啟全新時代。這項技術不僅可提供更豐富又無處不在的沉浸式多媒體體驗，還將改變工業和汽車應用的通訊和控制方式。

自駕車革命已經準備好使用5G作為其支柱。通過搭配全新類型的物聯網(IoT)設備，使用分布式無線感應和共享人工智能(AI)，自駕車產業已開始駕馭5G的力量。5G無線技術的真正潛力遠超我們的想象。其應用范圍沒有極限。在5G無邊能力的背后潛藏著無線科技的復雜功能，而MIPI RF前端控制接口(MIPI RFFE)規格是關鍵推動力(圖1)。

圖1、5G手機射頻前端設計

對5G而言，幾乎沒有什么比RF前端(RFFE)控制基礎架構更為重要。任何影片數據、任何應用程序數據(基本上以無線方式傳輸或接收的任何內容皆然)都仰賴RFFE來控制RF前端模塊(FEM)或子系統，包含所有功率放大器、天線調諧器、濾波器、低噪聲放大器(LNA)、交換器等等，這些子系統均鏈接至調制解調器基頻和/或射頻集成電路(RFIC)收發機。

MIPI RFFE自2010年推出以來，已逐步取代了好幾代通常為點對點的專有獨立前端組件接口，從而簡化了日益復雜的RF前端設計、配置和整合。MIPI RF前端控制工作組在研發已于2020年5月推出的3.0版界面時，刻意將通訊協議簡化和優化，并高度專注于讓制造商能在不斷發展的5G時代中充分發揮現實世界里的機會。

觸發器是關鍵

5G將帶來涉及上行和下行通訊的RF頻帶數量的爆炸性成長，并相應縮小RF封包間的子載波間距(SCS)。另一項不斷發展的需求，則是要縮短在各頻段和頻段組合間切換的延遲時間。傳統上RFFE主要是部署在手機中，但隨著5G的推出，無線通信的控制需求也擴展到汽車、物聯網和其他使用案例上，這也影響了現況。有鑒于此，開發MIPI RFFE v3.0的目的在于讓使用案例不僅局限于行動設備，并針對當今3GPP 5G標準中定義的更高計時精準度和更短延遲時間，滿足一些前所未有的需求。

為了因應5G的需求，在更短時間內完成動態配置更改，最新推出的v3.0為接口的觸發器提供了多項增強措施。各種觸發器可用于讓RF子系統能夠在極嚴時間控制下配置多部RF設備，以及在一部從屬設備內或跨多部設備間同步緩存器設定變更：

? 定時觸發器(Timed Trigger)：

可為無數使用中的載波聚合組態提供更嚴格的同步時間控制(圖2)。

圖2、定時觸發器操作概覽

? 可映射觸發器(Mappable Trigger)：

讓多項控制功能可重新映像至特定的延伸觸發器(圖3)。

圖3、可映像觸發器應用范例

? 延伸觸發器(Extended Trigger)

增加RF控制系統中可用的獨特觸發器的數量。延伸觸發器的數量在RFFE v3.0中有所增加，帶來比以往更加復雜的無線電基礎架構。

觸發器會交互作用，為5G不斷擴展的所有頻帶范圍快速設定并靈活地重新設定RF前端。舉例而言，對于連續(Back-to-back)觸發器操作，MIPI RFFE v3.0將計時精準度改善了20倍。如此一來，新版規格的設計目的便在于提升通量效率，減少封包延遲和錯誤，協助確保5G設備能夠在關鍵顧客和商業功能的核心提供高效能RF功能。

此外，有了v3.0帶來的靈活度，設計系統時也能減少RF面板上的RFFE總線數量。接口的可映像觸發器會啟動動態重新映像，以觸發作業來處理隨著逐步增加的潛在RF頻帶數量而增加的上行和下行載波聚合組數量。頻道已經過優化，提升了設備的使用率。另外，所有控制皆集中在單一總線內，插腳便被保留在主要基頻收發機上。由于需要協調的不同RFFE總線數量變少，軟件因此也可能獲得簡化，進而全面節省成本。

實際標準

5G的實踐是個過程，現今仍僅在非常早期的階段。MIPI RFFE v3.0推出的功能，目的在于讓RF系統設計師能夠把握5G帶來的第一個主要效益，也就是6GHz以下網絡頻段的頻率范圍1(FR1)。v3.0讓人們能夠快速、靈活、半自動化和全面地控制多種獨立RFFE子系統，為主流RF市場提供了所需功能，推動當今5G部署的蓬勃發展。

v3.0也兼容于先前的RFFE版本，因此系統設計師無需更改MIPI RFFE之物理層。

這是一項關鍵特色，因為RFFE規格廣受仰賴，市場上早有一個龐大的采用者和設備生態系。RFFE確實已成為RF產業的明確主力。回顧2008年，MIPI RF前端控制工作組開始研發工作時，各設備仍使用多種方法來管理前端。然多虧過去十年將MIPI RFFE作為中心實際標準，RF技術再也不是一盤散沙。 工作組會持續努力增加新功能，讓用戶社群脫穎而出，收獲益處。事實上，下一代RFFE規格已開始研發，以支持極具時效性的RF前端控制需求，配合5G的大規模多輸入多輸出(MIMO)、在毫米波(24.25GHz至56GHz)頻段中運行的5G新無線電(NR)頻率范圍2(FR2)以及全球正在進行的下一階段5G部署，做好充足準備。

(本文作者為MIPI RFFE工作組主席和副主席)