RF zinciri 5G hedeflerine ve "yeşil" ağ hedeflerine nasıl ulaşılır?

RF Galyum Nitrür (GaN) dünyasına hoş geldiniz – bu son derece verimli, geniş bant aralıklı, güvenilir güç PA teknolojisi, ağ verimliliğinde her yıl önemli iyileştirmeler sağlıyor. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, GaN'nin baz istasyonu (BTS) ekosistemine dahil edilmesi, ön uç verimliliğini önemli ölçüde artırarak hem yüksek güçlü hem de düşük güçlü uygulamalar için yeni bir tercih edilen teknoloji haline gelmesini sağlamıştır.

2GaN'ın yüksek güç yoğunluğu, yüksek güç ekleme verimliliği (PAE), yüksek kazanç ve empedans eşleştirme kolaylığı gibi mükemmel özellikleri, RF zincirinin genel verimliliğini artırır. Tıpkı bir Formula 1 arabasının tasarımcıları gibi, kablosuz mühendisleri de RF sistemlerini zaman içinde performansı optimize etmek için ince ayar yapabilirler. Başlangıçtan itibaren temel olarak daha iyi yarı iletken teknolojisi kullanmak, performans hedeflerine ulaşırken enerji verimliliğini de önemli ölçüde artırabilir.

5G ve GaN

4G LTE ağlarının yaygınlaşması olgunlaşıyor, ancak 5G ile aradaki farkı kapatmak için birden fazla yükseltmeye ihtiyaç var. Şu anda 5G'nin tanım ve kavram kanıtı aşamalarındayız, ancak Verizon gibi şirketler, sabit kablosuz erişime odaklanan erken dağıtımları mümkün kılmak için zaman çizelgelerini hızlandırıyor.

5G'nin ilk denemeleri 2013'te başladı ve erken ve yakın tarihli denemelerden elde edilen veriler düzenli olarak yayınlanıyor.

Milimetre dalgalarında umut vadeden sonuçlar veren temel teknolojiler, devasa MIMO anten dizileri ve ışın biçimlendirme (beamforming) halihazırda ticari öncesi geliştirme aşamasındadır. Tüm baz istasyonu üreticileri ürün deneme moduna geçmiştir.

Qualcomm, Intel ve diğer şirketler, 28 GHz bandında çalışan X50 modem gibi 5G özellikli modemleri test ediyor.

Qorvo ve NanoSemi, büyük ölçekli MIMO uygulamaları için uygun GaN cihazlarına yönelik ultra geniş bant doğrusallaştırma sonuçlarına ilişkin gösterim verilerini yayınladı. Bu ileri görüşlü şirketler, maliyet, performans ve karmaşıklık arasında doğru dengeyi bulmak için temel 5G sistem mimarilerini, frekans bantlarını ve etkinleştirme teknolojilerini araştırıyor.

5G'nin çeşitli gereksinimlerini karşılamak için GaN üreticilerinin geniş bir frekans ve güç seviyesi aralığında birden fazla varyant sunması gerekiyor. Çok sayıda GaN işlem seçeneği mevcut olduğundan, tasarımcılar GaN teknolojisini uygulamalarına en uygun şekilde eşleştirebilirler. Aşağıdaki tablo, Qorvo'nun bu alandaki yeteneklerini göstermektedir.

Qorvo'dan Doug Reep'in başka bir makalede belirttiği gibi, GaN, daha yüksek frekanslar, sıkı entegrasyon ve en düşük uygulama maliyeti gerektiren küçük hücreler gibi 5G ağ uygulamaları için geleneksel yarı iletken malzemelerin yerini alacaktır.

Ayrıca, düşük voltajlı GaN'nin sunduğu performansın kaçınılmaz olarak mobil cihazlarda da yer bulacağını öne sürdü. GaN'nin yüksek sıcaklık ortamlarında çalışabilme özelliği, onu pasif soğutma, tamamen açık hava kule tipi baz istasyonu elektroniği ve otomotiv uygulamaları için ideal hale getiriyor. Sonuç olarak, geniş bir GaN teknolojisi seçeneğine sahip olmak, daha fazla uygulama ihtiyacının karşılanması anlamına gelecektir.

Günümüzde GaN, küçük hücre ve BTS pazar segmentlerinde yoğun olarak kullanılmaktadır ve 2016 yılında da büyümeye devam edecektir. GaN sevkiyatlarının 2015'teki 150 milyon dolardan 2016'da yaklaşık 300 milyon dolara ulaşması beklenmektedir.

Küçük hücrelerin, dağıtılmış anten sistemlerinin (DAS) ve uzun menzilli radyo merkez ağlarının yoğunlaştırılmış şekilde konuşlandırılması bu eğilimde önemli bir rol oynamaktadır.

Kullanılmamış spektrum potansiyeli, yüksek veri aktarım hızı ve düşük gecikme süresi hedefleri, geliştiricileri daha yüksek mmWave frekans bantlarına geçmeye teşvik ediyor.

Milimetre dalga spektrum bantları, mevcut 4G bantlarının (<4 GHz) 10 ila 30 katı bant genişliği sunar ve ağ kapasitesi, mevcut bant genişliğiyle doğru orantılıdır.

GaN, milimetre dalga alanında gerekli olan yüksek frekansları ve geniş bant genişliklerini sağlamak için idealdir. Yukarıdaki resimde de görüldüğü gibi, performans ve küçük boyut gereksinimlerini karşılar.

Milimetre dalga bantlarını kullanan uygulamalar, yüksek yönlü ışın biçimlendirme teknolojisi gerektirir (ışın biçimlendirme, radyo sinyallerini yüksek yönlü ışınlara odaklayarak gücü artırır ve kullanıcı ekipmanındaki paraziti en aza indirir).

Bu, RF alt sisteminin nispeten kompakt açıklığı çalıştırmak için çok sayıda aktif bileşene ihtiyaç duyacağı anlamına gelir. GaN, küçük bir paket boyutunda güçlü performans sunması en dikkat çekici özelliklerinden biri olduğu için bu uygulamalar için oldukça uygundur.

2020 yılına gelindiğinde, 5G olgunlaştıkça, hepimiz onun getirdiği yetenekleri ve faydaları keşfedeceğiz. Bugün, denemeler, planlar, tartışmalar ve gösteriler 5G standartlarının tanımlanmasına yön vermeye devam ediyor. Ancak yarın, 1 ms'nin altında gecikme süresi ve son derece yüksek kapasite günlük hayatımızın her yerinde olacak. Sonuç ne olursa olsun, GaN şüphesiz 5G uygulamalarında kilit bir teknoloji haline gelecektir. 

Not: Bu makale internetten alınmıştır ve fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemektedir. Yeniden yayınlarken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir telif hakkı ihlali durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809