כיצד להשיג את יעדי שרשרת ה-RF של 5G ואת יעדי הרשת ה"ירוקה"?

היכנסו לעולם של גליום ניטריד (GaN) בתדר רדיו – טכנולוגיית הגברת הספק יעילה במיוחד, בעלת פער אנרגיה רחב ואמינה זו מאפשרת שיפורים משמעותיים ביעילות הרשת משנה לשנה. כפי שמוצג באיור למטה, הכנסת GaN למערכת האקולוגית של תחנת המשדר-מקלט הבסיסית (BTS) שיפרה באופן דרמטי את יעילות הקצה הקדמי, מה שהופך אותה לטכנולוגיה חדשה מועדפת עבור יישומים בעלי הספק גבוה ונמוך כאחד.

התכונות המצוינות של 2GaN, כולל צפיפות הספק גבוהה, יעילות הספק גבוהה (PAE), הגבר גבוה וקלות התאמת עכבה, משפרות את היעילות הכוללת של שרשרת ה-RF. כמו מתכנני מכונית פורמולה 1, מהנדסי תקשורת אלחוטית יכולים לכוונן ולעדכן את מערכות ה-RF שלהם כדי לייעל את הביצועים לאורך זמן. שימוש בטכנולוגיית מוליכים למחצה טובה יותר באופן מהותי מההתחלה יכול להשיג יעדי ביצועים תוך שיפור דרמטי ביעילות האנרגיה.

5G 和 GaN

התרחבות רשתות 4G LTE מתבגרת, אך נדרשים שדרוגים מרובים כדי לסגור את הפער עם 5G. אנו נמצאים כעת בשלבי הגדרת 5G והוכחת היתכנות, אך חברות כמו Verizon מאיצות לוחות זמנים כדי לאפשר פריסות מוקדמות המתמקדות בגישה אלחוטית קבועה.

ניסויים מוקדמים של 5G החלו בשנת 2013, ונתונים מניסויים מוקדמים ואחרונים מתפרסמים כעת באופן קבוע.

טכנולוגיות מפתח המספקות תוצאות מבטיחות בגלי מילימטר, מערכי אנטנות MIMO מסיביים ועיצוב אלומה (beamforming) כבר נמצאות בפיתוח טרום-מסחרי. כל יצרני תחנות הבסיס נכנסו למצב ניסוי מוצרים.

חברות כמו קוואלקום, אינטל ואחרות בודקות מודמים התומכים ב-5G כמו מודם X50 הפועל בתחום התדרים 28 גיגה-הרץ.

Qorvo ו-NanoSemi פרסמו נתוני הדגמה על תוצאות ליניאריזציה רחבת פס אולטרה עבור התקני GaN המתאימים ליישומי MIMO מסיביים. חברות אלו, בעלות חשיבה קדימה, בוחנות ארכיטקטורות מרכזיות של מערכות 5G, תחומי תדרים וטכנולוגיות מאפשרות כדי למצוא את האיזון הנכון בין עלות, ביצועים ומורכבות.

כדי לעמוד בדרישות המגוונות של 5G, יצרני GaN צריכים להציע מספר גרסאות במגוון רחב של תדרים ורמות הספק. עם אפשרויות תהליך GaN מרובות הזמינות, מתכננים יכולים להתאים בצורה אופטימלית את טכנולוגיית GaN ליישום שלהם. הטבלה שלהלן ממחישה את יכולותיה של Qorvo בתחום זה.

כפי שדאג ריפ מקורבו ציין במאמר אחר, GaN יחליף חומרי מוליכים למחצה מסורתיים עבור יישומי רשת 5G כגון תאים קטנים הדורשים תדרים גבוהים יותר, אינטגרציה הדוקה ועלות יישום נמוכה ביותר.

הוא גם הוסיף והציע שהביצועים שמציע GaN במתח נמוך ימצאו את דרכם בהכרח גם למכשירים ניידים. יכולתו של GaN לפעול בסביבות טמפרטורה גבוהה הופכת אותו לאידיאלי לקירור פסיבי, לאלקטרוניקה של תחנות בסיס חיצוניות לחלוטין, וליישומים לרכב. בסך הכל, מבחר רחב של טכנולוגיות GaN יאפשר מענה לצרכים של יותר יישומים.

כיום, GaN נמצא בשימוש נרחב בפלחי שוק התאים הקטנים וה-BTS והוא ימשיך לצמוח בשנת 2016. משלוחי GaN צפויים להגיע לכמעט 300 מיליון דולר בשנת 2016, לעומת 150 מיליון דולר בשנת 2015.

פריסה צפופה של תאים קטנים, מערכות אנטנה מבוזרות (DAS) ורשתות רדיו ארוכות טווח ממלאות תפקיד חשוב במגמה זו.

תמריצים של ספקטרום לא מנוצל, תפוקה גבוהה ומטרות השהייה נמוכה מושכים מפתחים לעבור לתחומי תדרים גבוהים יותר של גל מילימטרי.

תחומי ספקטרום גלי מילימטר מציעים רוחב פס פי 10 עד 30 בהשוואה לתחומי ה-4G הנוכחיים (<4 GHz), וקיבולת הרשת היא ביחס ישר לרוחב הפס הזמין.

GaN מתאים באופן אידיאלי לספק את התדרים הגבוהים ורוחבי הפס הרחבים הנדרשים בתחום הגל המילימטרי. הוא עומד בדרישות הביצועים והגודל הקטן, כפי שמוצג בתמונה למעלה.

יישומים המשתמשים בפסי גל מילימטריים דורשים טכנולוגיית עיצוב אלומה (beamforming) בעלת כיווני גבוה (כיול אלומה ממקדת אותות רדיו לאלומות כיווניות גבוהות, ובכך מגבירה את ההספק וממזערת הפרעות בציוד המשתמש).

משמעות הדבר היא שתת-המערכת של RF תדרוש מספר רב של רכיבים פעילים כדי להניע את הצמצם הקומפקטי יחסית. GaN מתאים היטב ליישומים אלה מכיוון שמתן ביצועים רבי עוצמה בגודל מארז קטן הוא אחד המאפיינים הבולטים ביותר שלו.

עד שנת 2020, כאשר 5G יתבגר, כולנו נגלה את היכולות והיתרונות שהוא מביא. כיום, ניסויים, תוכניות, דיונים והדגמות ממשיכים להניע את הגדרת תקני 5G. אבל מחר, השהייה של פחות מ-1ms וקיבולת גבוהה במיוחד יהיו בכל מקום בחיי היומיום שלנו. ללא קשר לתוצאה, GaN ללא ספק יהפוך לטכנולוגיה מרכזית ביישומי 5G. 

הערה: מאמר זה נלקח מהאינטרנט ותומך בהגנה על זכויות קניין רוחני. אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר בעת הדפסה חוזרת. במקרה של הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה.

מספר טלפון של החברה: 86-0755-83044319+
פקס/פקס: 86-0755-83975897+
דוא"ל: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 מנהל לי

QQ: 332496225 מנהל Qiu

כתובת: חדר 809, בניין C, בניין הטכנולוגיה ז'אנטאו, שדרת מינגז'י מס' 1079, רובע לונגהואה החדש, שנזן