EDN China > 技术文章 > 通信 > NGN下一代网络 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

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

微芯科技公司

微芯公司负责模拟与接口产品的产品经理Trent Butcher跟我分享了微芯公司对5G的看法。Butcher认为,5G会把目前业界还没有实现的速度、带宽和分辨率发挥至极致。微芯公司现在有16位分辨率、200Msps的ADC解决方案,随着公司在全数字IC处 理方面力量的不断增强,Butcher非常看好他们IC中的数字处理功能。

微芯公司的智能电源管理解决方案也将在5G中扮演重要的角色。

德州仪器公司

TI公司的Chuck Sanna就5G与我进行了讨论。Sanna是TI公司负责无线基础设施的产品线经理(PLM)。他认为异构网络(HetNet)对5G来说很重要。另外我们还讨论了有关大规模MIMO的一些内容,主要是工作在2.6GHz中心频率、采用128端口阵列的可操控天线。像这种128振子线性阵列的长度可达7.3m。虽然很大,但仍是可以实现的。

TI凭借其Kilby实验室研发团队而拥有相当大的开发优势。目前有三个Kilby实验室,分别位于得克萨斯州的达拉斯、印度和硅谷。TI公司还计划在全球其它地方建设更多的实验室。

Sanna相信,4G将在混合组建模型中处理通信任务,以满足5G系统的高速要求,就像今天的4G使用3G作为其语音通信通道一样。TI已经有适合当今基础设施的可靠高速转换器产品组合,未来还将做进一步的开发。当然,可能需要不同的和突破性的架构,通道成本也需要保持低,而且在波束操控型天线阵列中还需要实现最优的控制。

Sanna表示,每家公司自然想用他们自己现有的产品组合或其更先进的版本。他们将发挥各自的强项并在此基础上满足5G的需求。4.5G和5G将成为TI业务的支柱,虽然4.5G和5G目前还不存在。3G和4G以及航空、国防、医疗以及测试测量是TI业务的基础。

当然,一开始测试测量小伙伴们将用他们的解决方案在前面引路,并可能第一个实现创新变化并适应5G的需求。

然后继续实现更高的复杂性和集成度。

微电子研究中心(IMEC)

我与IMEC的感知系统项目总监Wim Van Thilo就5G发展进行了交流。

Peraso Technologies公司是一家无工厂半导体公司,拥有一款型号为PRS4000的60GHz WiGig基带IC,这款IC被InterDigital公司选用于其回传系统中。在这个回传系统中,Interdigital公司的软件为多跳网状网回传提供自配置和数据路由。这是用于小蜂窝的首款基于WiGig的毫米波网状网回传解决方案。这个系统还包含IMEC的60GHz PHARA4射频电路和相位阵列天线,该天线可以对方位角和仰角进行快速电子化波束操控。今后IMEC还可能增加28GHz和32GHz的能力。

在有助于5G发展的射频领域中,IMEC已经完成了以下一些工作:

1.与瑞萨一起开发了一款可重配置的无线电测试平台,可用于6GHz以下频率的认知无线电和软件无线电,以及WiFi、LTE-A和LTE,最终为5G提供良好的框架。这个研究为LTE和LTE-A提供了良好的经验,它在一个IC中覆盖了如此多不同的频段。这项工作采用45nm和28nm工艺完成,其中电感没有变化,但功耗降低了……功耗是5G中的一个关键因素。

2.IMEC对毫米波功耗的研究包括60GHz通信以及79GHz雷达。

Van Thilo透露,目前大规模MIMO在业界仍处于早期研究阶段,但他们针对毫米波开发的更小蜂窝对5G来说有许多优势:

1.更小和中等规模的回传系统不能使用光纤,因此毫米波在这里非常理想。

2.采用毫米波的更小蜂窝将使用28GHz、32GHz和60GHz频点的回传——这对IMEC技术来说是很理想的选择。

Van Thilo认为,主要的挑战是成本和功耗。

在2015年举行的全球移动大会上,IMEC推出了一款采用0.18μm SOI CMOS工艺制造的独立多频段电子平衡双工器。这种双工器是在移动电话中实现的、用于提供发送到接收(TX-to-RX)隔离的固定频率声表面波(SAW)滤波器的潜在替代产品。

在高速ADC方面,IMEC的最新产品同时适用于无线可再配置无线电设备和毫米波领域:

1.可再配置无线电设备:IMEC有一个前端可再配置程序,它们可以与WLAN、WPAN、广播以及频率范围从174MHz到6GHz的定位标准一起工作。SAR ADC包括一款采用28nm工艺制造的11比特、400Msps、功耗为2.1mW的ADC,今后还将开发采用28/16nm工艺且速度更快、功耗更低的ADC。

2.毫米波应用:最新的是8倍交错混合型SAR/CABS ADC,这是一款采用40nm工艺的7比特、2Gsps且功耗小于4mW的产品。IMEC的思路是,在毫米波频率时基站之间靠得更近,因此可能不需要像4G中那样10比特至16比特的动态范围,干扰问题在5G毫米波系统中也比较轻。

针对完全集成的系统,IMEC也有自己的技术。这种技术能使解决方案更小,并满足5G的需求。

时钟

随着我们越来越接近5G,定时器件/时钟性能也必须跟得上。小蜂窝和异构网络(HetNet)需要高速和最小功耗的时钟系统。

给多ADC架构中使用JESD204B的宽带ADC提供时钟是今后需要进一步开发的优秀技术。

本文小结

本文介绍了在今后几年电信业迎来5G系统时将面临的潜在挑战以及解决的可能性。随着我们逐渐走向5G时代,我们的技术肯定会像过去多年来一样不断地进步,因为电子设计中已经在使用锗晶体管。身处电子行业并在21世纪的第二个十年中继续做一个工程师是多么令人兴奋的一件事啊。

【分页导航】

《电子技术设计》11月刊版权所有,谢绝转载。


上一页123456下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈