Jak osiągnąć cele łańcucha RF 5G i cele „zielonej” sieci?

Wkrocz do świata azotku galu RF (GaN) – tej wysoce wydajnej, szerokopasmowej i niezawodnej technologii PA, która umożliwia znaczną poprawę wydajności sieci z roku na rok. Jak pokazano na poniższym rysunku, wprowadzenie GaN do ekosystemu stacji bazowych (BTS) radykalnie poprawiło wydajność front-end, czyniąc z niego nową technologię pierwszego wyboru zarówno w zastosowaniach o dużej, jak i małej mocy.

Doskonałe właściwości 2GaN, takie jak wysoka gęstość mocy, wysoka sprawność dodawania mocy (PAE), wysokie wzmocnienie i łatwość dopasowania impedancji, poprawiają ogólną wydajność łańcucha RF. Niczym konstruktorzy bolidów Formuły 1, inżynierowie systemów bezprzewodowych mogą precyzyjnie dostrajać i regulować swoje systemy RF, aby optymalizować wydajność w czasie. Zastosowanie od samego początku znacząco lepszej technologii półprzewodnikowej pozwala osiągnąć założone cele wydajnościowe, jednocześnie znacząco poprawiając efektywność energetyczną.

5G i GaN

Rozwój sieci 4G LTE dojrzewa, ale potrzeba wielu modernizacji, aby zniwelować lukę w stosunku do 5G. Obecnie jesteśmy na etapie definiowania i weryfikacji koncepcji 5G, ale firmy takie jak Verizon przyspieszają harmonogramy, aby umożliwić wczesne wdrożenia skoncentrowane na stacjonarnym dostępie bezprzewodowym.

Pierwsze testy sieci 5G rozpoczęły się w 2013 r., a dane z wczesnych i niedawnych testów są teraz regularnie publikowane.

Kluczowe technologie, które dają obiecujące rezultaty w zakresie fal milimetrowych, masywnych macierzy anten MIMO i kształtowania wiązki, są już w fazie rozwoju przedkomercyjnego. Wszyscy producenci stacji bazowych przeszli już fazę testów produktów.

Firmy takie jak Qualcomm, Intel i inne testują modemy obsługujące sieć 5G, np. modem X50, który działa w paśmie 28 GHz.

Qorvo i NanoSemi opublikowały dane demonstracyjne dotyczące wyników linearyzacji ultraszerokopasmowej dla urządzeń GaN odpowiednich do zastosowań Massive MIMO. Te przyszłościowe firmy badają kluczowe architektury systemów 5G, pasma częstotliwości i technologie wspomagające, aby znaleźć odpowiednią równowagę między kosztami, wydajnością i złożonością.

Aby sprostać zróżnicowanym wymaganiom 5G, producenci GaN muszą oferować wiele wariantów w szerokim zakresie częstotliwości i poziomów mocy. Dzięki wielu dostępnym opcjom przetwarzania GaN, projektanci mogą optymalnie dopasować technologię GaN do swoich zastosowań. Poniższy wykres ilustruje możliwości Qorvo w tym obszarze.

Jak wspomniał Doug Reep z Qorvo w innym artykule, GaN zastąpi tradycyjne materiały półprzewodnikowe w zastosowaniach sieci 5G, takich jak małe komórki wymagające wyższych częstotliwości, ścisłej integracji i najniższych kosztów wdrożenia.

Zasugerował również, że wydajność oferowana przez niskonapięciowy GaN nieuchronnie znajdzie zastosowanie w urządzeniach mobilnych. Zdolność GaN do pracy w środowiskach o wysokiej temperaturze sprawia, że ​​idealnie nadaje się do pasywnego chłodzenia, elektroniki stacji bazowych typu „all-outdoor” oraz zastosowań motoryzacyjnych. Podsumowując, szeroki wybór technologii GaN przełoży się na zaspokojenie większej liczby potrzeb aplikacyjnych.

Obecnie technologia GaN jest szeroko stosowana w segmentach rynku małych komórek i stacji bazowych (BTS), a jej popularność będzie nadal rosła w 2016 r. Oczekuje się, że dostawy technologii GaN osiągną prawie 300 mln USD w 2016 r., w porównaniu ze 150 mln USD w 2015 r.

W tym trendzie istotną rolę odgrywa zagęszczone rozmieszczenie małych komórek, rozproszonych systemów antenowych (DAS) i sieci czołowych radiowych dalekiego zasięgu.

Korzyści w postaci niewykorzystanego pasma częstotliwości, wysokiej przepustowości i niskich opóźnień skłaniają deweloperów do przechodzenia na wyższe pasma częstotliwości milimetrowych.

Pasma fal milimetrowych oferują przepustowość od 10 do 30 razy większą niż obecne pasma 4G (<4 GHz), a przepustowość sieci jest wprost proporcjonalna do dostępnej przepustowości.

GaN idealnie nadaje się do dostarczania wysokich częstotliwości i szerokiego pasma wymaganego w dziedzinie fal milimetrowych. Spełnia wymagania dotyczące wydajności i niewielkich rozmiarów, jak pokazano na powyższym rysunku.

Aplikacje wykorzystujące pasma fal milimetrowych wymagają technologii kształtowania wiązki o wysokim stopniu kierunkowości (kształtowanie wiązki skupia sygnały radiowe w wiązki o wysokim stopniu kierunkowości, zwiększając w ten sposób moc i minimalizując zakłócenia w urządzeniach użytkownika).

Oznacza to, że podsystem RF będzie wymagał dużej liczby aktywnych komponentów do sterowania stosunkowo kompaktową aperturą. GaN doskonale nadaje się do tych zastosowań, ponieważ zapewnianie wysokiej wydajności w kompaktowej obudowie to jedna z jego najważniejszych cech.

Do 2020 roku, wraz z dojrzewaniem technologii 5G, wszyscy odkryjemy jej możliwości i korzyści. Obecnie testy, plany, dyskusje i demonstracje nadal kształtują definicję standardów 5G. Jednak jutro opóźnienia poniżej 1 ms i ekstremalnie wysoka przepustowość będą wszechobecne w naszym codziennym życiu. Niezależnie od wyniku, GaN niewątpliwie stanie się kluczową technologią w zastosowaniach 5G. 

Uwaga: Niniejszy artykuł został przedrukowany z Internetu i służy ochronie praw własności intelektualnej. Prosimy o podanie oryginalnego źródła i autora przy przedruku. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia artykułu.

Numer telefonu firmy: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li

QQ: 332496225 Menedżer Qiu

Adres: Pokój 809, Budynek C, Budynek Technologii Zhantao, nr 1079 Minzhi Avenue, Nowa Dzielnica Longhua, Shenzhen