Làm thế nào để đạt được các mục tiêu về chuỗi RF 5G và mục tiêu mạng "xanh"?

Hãy cùng khám phá thế giới của Gallium Nitride (GaN) tần số vô tuyến – công nghệ khuếch đại công suất (PA) hiệu quả cao, có dải băng thông rộng và đáng tin cậy này đang giúp cải thiện đáng kể hiệu quả mạng lưới qua từng năm. Như hình minh họa bên dưới, việc đưa GaN vào hệ sinh thái trạm thu phát gốc (BTS) đã cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động của bộ phận tiền khuếch đại, biến nó trở thành công nghệ được lựa chọn cho cả các ứng dụng công suất cao và công suất thấp.

Các đặc tính vượt trội của 2GaN, bao gồm mật độ công suất cao, hiệu suất cộng thêm công suất (PAE) cao, độ khuếch đại cao và khả năng phối hợp trở kháng dễ dàng, giúp cải thiện hiệu quả tổng thể của chuỗi RF. Giống như các nhà thiết kế xe đua Công thức 1, các kỹ sư không dây có thể tinh chỉnh và điều chỉnh hệ thống RF của họ để tối ưu hóa hiệu suất theo thời gian. Việc sử dụng công nghệ bán dẫn tốt hơn ngay từ đầu có thể đạt được các mục tiêu về hiệu suất đồng thời cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng.

5G và GaN

Việc mở rộng mạng 4G LTE đang dần hoàn thiện, nhưng cần nhiều nâng cấp hơn nữa để thu hẹp khoảng cách với 5G. Hiện tại, chúng ta đang ở giai đoạn định nghĩa và chứng minh tính khả thi của 5G, nhưng các công ty như Verizon đang đẩy nhanh tiến độ để cho phép triển khai sớm tập trung vào truy cập không dây cố định.

Các thử nghiệm 5G ban đầu bắt đầu vào năm 2013, và dữ liệu từ các thử nghiệm ban đầu và gần đây hiện đang được công bố thường xuyên.

Các công nghệ chủ chốt mang lại kết quả đầy hứa hẹn ở dải sóng milimét, như mảng anten MIMO khổng lồ và tạo chùm tia, hiện đang trong giai đoạn phát triển tiền thương mại. Tất cả các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) trạm gốc đều đã bước vào giai đoạn thử nghiệm sản phẩm.

Các công ty như Qualcomm, Intel và những công ty khác đang thử nghiệm các modem hỗ trợ 5G, chẳng hạn như modem X50 hoạt động ở băng tần 28 GHz.

Qorvo và NanoSemi đã công bố dữ liệu minh họa về kết quả tuyến tính hóa băng thông siêu rộng cho các thiết bị GaN phù hợp với các ứng dụng MIMO khổng lồ. Những công ty tiên phong này đang khám phá các kiến ​​trúc hệ thống 5G quan trọng, các dải tần số và các công nghệ hỗ trợ để tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa chi phí, hiệu suất và độ phức tạp.

Để đáp ứng các yêu cầu đa dạng của công nghệ 5G, các nhà sản xuất GaN cần cung cấp nhiều biến thể khác nhau trên nhiều dải tần số và mức công suất. Với nhiều tùy chọn quy trình sản xuất GaN hiện có, các nhà thiết kế có thể tối ưu hóa việc lựa chọn công nghệ GaN phù hợp với ứng dụng của họ. Biểu đồ bên dưới minh họa khả năng của Qorvo trong lĩnh vực này.

Như Doug Reep của Qorvo đã đề cập trong một bài báo khác, GaN sẽ thay thế các vật liệu bán dẫn truyền thống cho các ứng dụng mạng 5G như các trạm thu phát sóng nhỏ, vốn yêu cầu tần số cao hơn, tích hợp chặt chẽ và chi phí triển khai thấp nhất.

Ông cũng cho rằng hiệu năng vượt trội của GaN điện áp thấp chắc chắn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị di động. Khả năng hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao của GaN khiến nó trở nên lý tưởng cho việc làm mát thụ động, các thiết bị điện tử trạm gốc dạng tháp ngoài trời và các ứng dụng trong ngành ô tô. Tóm lại, việc có nhiều lựa chọn công nghệ GaN sẽ đáp ứng được nhiều nhu cầu ứng dụng hơn.

Hiện nay, GaN được sử dụng rộng rãi trong phân khúc thị trường trạm thu phát sóng nhỏ (small cell) và trạm thu phát sóng trung tâm (BTS) và sẽ tiếp tục tăng trưởng trong năm 2016. Doanh thu từ việc xuất khẩu GaN dự kiến ​​sẽ đạt gần 300 triệu đô la trong năm 2016, tăng từ 150 triệu đô la vào năm 2015.

Việc triển khai dày đặc các trạm thu phát sóng nhỏ, hệ thống anten phân tán (DAS) và mạng lưới trạm đầu cuối vô tuyến tầm xa đóng vai trò quan trọng trong xu hướng này.

Những động lực từ việc khai thác phổ tần chưa được sử dụng, mục tiêu thông lượng cao và độ trễ thấp đang thu hút các nhà phát triển chuyển sang các dải tần mmWave cao hơn.

Các dải tần sóng milimét cung cấp băng thông gấp 10 đến 30 lần so với các dải tần 4G hiện tại (<4 GHz), và dung lượng mạng tỷ lệ thuận với băng thông khả dụng.

GaN rất phù hợp để cung cấp các tần số cao và băng thông rộng cần thiết trong dải sóng milimét. Nó đáp ứng các yêu cầu về hiệu năng và kích thước nhỏ, như hình ảnh trên cho thấy.

Các ứng dụng sử dụng băng tần sóng milimét yêu cầu công nghệ tạo chùm tia có độ định hướng cao (tạo chùm tia tập trung tín hiệu vô tuyến thành các chùm tia có độ định hướng cao, do đó tăng công suất và giảm thiểu nhiễu cho thiết bị của người dùng).

Điều này có nghĩa là hệ thống con RF sẽ cần một số lượng lớn các linh kiện hoạt động để điều khiển khẩu độ tương đối nhỏ gọn. GaN rất phù hợp cho các ứng dụng này vì khả năng mang lại hiệu năng mạnh mẽ trong kích thước nhỏ gọn là một trong những đặc điểm nổi bật nhất của nó.

Đến năm 2020, khi công nghệ 5G hoàn thiện hơn, chúng ta sẽ khám phá ra những khả năng và lợi ích mà nó mang lại. Hiện nay, các thử nghiệm, kế hoạch, thảo luận và trình diễn vẫn đang tiếp tục định hình các tiêu chuẩn 5G. Nhưng trong tương lai, độ trễ dưới 1ms và dung lượng cực cao sẽ hiện diện khắp mọi nơi trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Bất kể kết quả ra sao, GaN chắc chắn sẽ trở thành một công nghệ chủ chốt trong các ứng dụng 5G. 

Lưu ý: Bài viết này được sao chép từ Internet và nhằm mục đích bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng ghi rõ nguồn và tác giả khi đăng lại. Nếu phát hiện vi phạm bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi để gỡ bỏ.

Số điện thoại công ty: +86-0755-83044319
Số fax: +86-0755-83975897
Email: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Quản lý Li

QQ: 332496225 Quản lý Qiu

Địa chỉ: Phòng 809, Tòa nhà C, Tòa nhà Công nghệ Zhantao, Số 1079 Đại lộ Minzhi, Khu Longhua Mới, Thâm Quyến