كيف يمكن تحقيق أهداف سلسلة الترددات اللاسلكية لشبكات الجيل الخامس وأهداف الشبكة "الخضراء"؟

ادخل عالم تقنية مضخمات الطاقة بتقنية نتريد الغاليوم (GaN) للترددات الراديوية - هذه التقنية عالية الكفاءة، ذات فجوة النطاق الترددي الواسعة، والموثوقة، تُتيح تحسينات كبيرة في كفاءة الشبكة عامًا بعد عام. وكما هو موضح في الشكل أدناه، فقد أدى إدخال تقنية GaN في منظومة محطات الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) إلى تحسين كفاءة الواجهة الأمامية بشكل كبير، مما يجعلها تقنية جديدة مُفضلة لتطبيقات الطاقة العالية والمنخفضة على حد سواء.

تُحسّن الخصائص الممتازة لتقنية 2GaN، بما في ذلك كثافة الطاقة العالية، وكفاءة الطاقة المضافة العالية، والكسب العالي، وسهولة مطابقة المعاوقة، الكفاءة الإجمالية لسلسلة الترددات اللاسلكية. وكما هو الحال مع مصممي سيارات الفورمولا 1، يستطيع مهندسو الاتصالات اللاسلكية ضبط أنظمة الترددات اللاسلكية الخاصة بهم بدقة لتحسين الأداء بمرور الوقت. إن استخدام تقنية أشباه موصلات أفضل بشكل جذري منذ البداية يُمكن من تحقيق أهداف الأداء مع تحسين كفاءة الطاقة بشكل كبير.

5G و GaN

يشهد توسع شبكات الجيل الرابع LTE تطوراً ملحوظاً، لكن لا تزال هناك حاجة إلى العديد من التحديثات لسد الفجوة مع الجيل الخامس. نحن حالياً في مراحل تعريف الجيل الخامس وإثبات المفهوم، لكن شركات مثل فيريزون تُسرّع من وتيرة العمل لتمكين عمليات النشر المبكرة التي تركز على الوصول اللاسلكي الثابت.

بدأت التجارب المبكرة لتقنية الجيل الخامس في عام 2013، ويتم الآن نشر البيانات من التجارب المبكرة والحديثة بانتظام.

التقنيات الرئيسية التي تُحقق نتائج واعدة في نطاق الموجات المليمترية، ومصفوفات هوائيات MIMO الضخمة، وتقنية تشكيل الحزم، تخضع حاليًا لمرحلة التطوير ما قبل التجاري. وقد دخلت جميع الشركات المصنعة لمحطات البث في مرحلة تجربة المنتجات.

تقوم شركات مثل كوالكوم وإنتل وغيرها باختبار أجهزة مودم تدعم تقنية الجيل الخامس مثل مودم X50 الذي يعمل في نطاق 28 جيجاهرتز.

أصدرت شركتا Qorvo وNanoSemi بيانات تجريبية حول نتائج تحسين استجابة الترددات فائقة العرض لأجهزة GaN المناسبة لتطبيقات MIMO الضخمة. وتستكشف هاتان الشركتان الرائدتان بنى أنظمة الجيل الخامس الرئيسية، ونطاقات التردد، والتقنيات المُمكّنة، بهدف إيجاد التوازن الأمثل بين التكلفة والأداء والتعقيد.

لتلبية متطلبات الجيل الخامس المتنوعة، يحتاج مصنّعو نيتريد الغاليوم (GaN) إلى توفير خيارات متعددة عبر نطاق واسع من الترددات ومستويات الطاقة. وبفضل توفر خيارات متعددة لعمليات تصنيع نيتريد الغاليوم، يستطيع المصممون اختيار التقنية الأمثل لتطبيقاتهم. يوضح الرسم البياني أدناه إمكانيات شركة Qorvo في هذا المجال.

كما ذكر دوغ ريب من شركة Qorvo في مقال آخر، فإن GaN سيحل محل مواد أشباه الموصلات التقليدية لتطبيقات شبكات الجيل الخامس مثل الخلايا الصغيرة التي تتطلب ترددات أعلى وتكاملًا محكمًا وأقل تكلفة للتنفيذ.

وأشار أيضًا إلى أن الأداء المتميز الذي توفره تقنية نيتريد الغاليوم منخفضة الجهد سيجد طريقه حتمًا إلى الأجهزة المحمولة. وقدرة نيتريد الغاليوم على العمل في بيئات ذات درجات حرارة عالية تجعله مثاليًا للتبريد السلبي، والإلكترونيات الخاصة بمحطات البث الأرضية الخارجية، وتطبيقات السيارات. وبشكل عام، فإن توفير خيارات واسعة من تقنية نيتريد الغاليوم سيساهم في تلبية المزيد من احتياجات التطبيقات.

يستخدم GaN اليوم بكثافة في قطاعات سوق الخلايا الصغيرة وBTS وسيستمر في النمو في عام 2016. ومن المتوقع أن تصل شحنات GaN إلى ما يقرب من 300 مليون دولار في عام 2016، ارتفاعًا من 150 مليون دولار في عام 2015.

يلعب الانتشار المكثف للخلايا الصغيرة وأنظمة الهوائيات الموزعة (DAS) وشبكات الراديو الطرفية بعيدة المدى دورًا مهمًا في هذا الاتجاه.

إن حوافز الطيف غير المستغل، والإنتاجية العالية، وأهداف زمن الاستجابة المنخفض تجذب المطورين للانتقال إلى نطاقات تردد الموجات المليمترية الأعلى.

توفر نطاقات طيف الموجات المليمترية عرض نطاق ترددي يتراوح من 10 إلى 30 ضعف عرض نطاق التردد الحالي لشبكات الجيل الرابع (<4 جيجاهرتز)، وتتناسب سعة الشبكة طرديًا مع عرض النطاق الترددي المتاح.

يُعدّ نيتريد الغاليوم (GaN) مثالياً لتوفير الترددات العالية وعرض النطاق الترددي الواسع المطلوبين في نطاق الموجات المليمترية. فهو يلبي متطلبات الأداء والحجم الصغير، كما هو موضح في الصورة أعلاه.

تتطلب التطبيقات التي تستخدم نطاقات الموجات المليمترية تقنية تشكيل الحزم عالية التوجيه (تركز تقنية تشكيل الحزم إشارات الراديو في حزم عالية التوجيه، مما يزيد من الطاقة ويقلل من التداخل على معدات المستخدم).

هذا يعني أن النظام الفرعي للترددات الراديوية سيتطلب عددًا كبيرًا من المكونات النشطة لتشغيل الفتحة الصغيرة نسبيًا. يُعدّ نيتريد الغاليوم (GaN) مناسبًا تمامًا لهذه التطبيقات، إذ تُعتبر قدرته على تقديم أداء قوي في حجم صغير إحدى أبرز ميزاته.

بحلول عام 2020، ومع نضوج تقنية الجيل الخامس، سنكتشف جميعًا إمكانياتها ومزاياها. اليوم، لا تزال التجارب والخطط والمناقشات والعروض التوضيحية تُسهم في تحديد معايير الجيل الخامس. لكن غدًا، سيصبح زمن الاستجابة الأقل من 1 مللي ثانية والسعة العالية للغاية جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. وبغض النظر عن النتيجة، ستصبح تقنية نيتريد الغاليوم بلا شك تقنية أساسية في تطبيقات الجيل الخامس. 

ملاحظة: هذه المقالة مأخوذة من الإنترنت وتدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يُرجى ذكر المصدر الأصلي والمؤلف عند إعادة نشرها. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.

رقم هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
س: 3518641314 مدير لي

ف ف: 332496225 مدير تشيو

العنوان: الغرفة 809، المبنى ج، مبنى زانتاو للتكنولوجيا، رقم 1079 شارع مينزي، منطقة لونغهوا الجديدة، شنتشن