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5G基站架构:潜在的半导体解决方案

Steve Taranovich?? 2015年10月27日 ?? 收藏2

亚德诺半导体公司

亚德诺半导体公司负责通信基础设施的首席技术官Thomas Cameron对我说出了他对即将到来的5G的见解。他表示,目前LTE-A只是5G的序曲,最终将发展为5G。为了支持5G所需的带宽,将出现范围从6GHz至100GHz的更高频率。ITU将在2019年批准具有更高频率的频段。3.8GHz至4.2GHz频段应该在今年的WRC-15大会上得到重新分配,从而为5G部署预先提供急需的频谱资源。

5G系统中会出现具有波束操控功能的大量天线和大规模MIMO,而且需要工作在更高频率与带宽的射频与模拟电路和这些天线阵列一起使用。

我坚信,亚德诺半导体公司在5G时代扮演的角色会因2014年对HittiteMicrowave公司的战略性收购而得到极大的增强。

图3:亚德诺半导体公司丰富的产品包括收购的Hittite射频器件以及自己的高速放大器和数据转换器、解调器和永远不会被忘记的电源解决方案(ADI公司提供)。
图3:亚德诺半导体公司丰富的产品包括收购的Hittite射频器件以及自己的高速放大器和数据转换器、解调器和永远不会被忘记的电源解决方案(ADI公司提供)。

Cameron认为,尺寸、功耗、每比特更低的工作成本以及保持能效并提高频谱效率将是5G无线电发展的主要关注点。我们必须推动集成度的进一步提高,这将有助于改善尺寸和功耗。

移动性是所有这些努力背后的动力。最大的驱动力是移动互联网——各种应用层出不穷,这也进一步丰富了用例。5G将在垂直市场中催生新的应用。宣传最广的应用是要求大规模连接(每平方公里数百万个设备)的物联网。另一种新兴的5G应用是用于任务关键型工业控制的高可靠性低延时通信。虽然这两种应用有很大的不同,但背后都要有5G技术的支持。

我们必须先从信道模型开始,以表征厘米波和毫米波频率的传播信道。在纽约大学/布鲁克林理工大学等学府都成立有庞大的工作组。至今为止的结果还是比较积极的,但要求波束成形来克服传播损耗。在为标准讨论做准备的过程中下一个会出现的是新的波形建议和系统测试台。标准化过程将花几年的时间才能完成,但IMT2020初始标准规范有望在2020年完成。

在厘米波和毫米波频率,具有超过100个振子的波束操控振子天线阵列是非常小的。主要的挑战是开发它背后的电子器件。

5G中的算法和设计技术将促进开发,就像蜂窝电话技术那样推动手机更长的电池寿命和更小的尺寸。在5G时代,我们需要更加明智地以切实可行的方式实现甚高频操作。我们需要把为蜂窝基站无线电器件开发的集成技术应用到厘米波和毫米波无线电器件中去。

通篇浏览IMS2015技术规划,我高兴地看到许多有关厘米波和毫米波先进性的论文,覆盖基本的电路技术、工艺技术、系统架构、天线设计和封装技术等方方面面。所有这些领域必须一起向前走才能实现实用的5G波束成形系统。

无线架构从一代走向下一代要花10年的时间。这个行业开展5G研究还没有几年,因此还有很长的路要走。我个人对于亚德诺半导体公司在用未来的模拟和射频技术实现5G中所扮演的角色感到相当兴奋。

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《电子技术设计》11月刊版权所有,谢绝转载。


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