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5g-Millimeterwellen-Technologie und Basisstationslösung

Erscheinungsdatum: 2021Quelle des Autors: KinghelmAufrufe: 849

Vor fünf Jahren wurde das Netzwerk schrittweise vom 4G-Netzwerk auf das 5G-Netzwerk umgestellt. Eine der offensichtlichsten Änderungen ist die Erhöhung der Netzwerkfrequenz. Im 4G-Zeitalter nutzen wir hauptsächlich Frequenzen von 2.6 GHz und darunter. Im 5G-Zeitalter wurde das Frequenzband auf unter 6 GHz erweitert. Die Ankunft der Millimeterwelle hat die Netzwerkfrequenz auf höhere Frequenzen wie 28 GHz und 39 GHz erhöht.


       


Eine weitere offensichtliche Veränderung im 5G-Zeitalter ist die Erhöhung der Bandbreite. Im 4G-Zeitalter beträgt die Netzwerkbandbreite das Zweifache. 2 MHz. In der 20g-Ära wurde die Bandbreite erheblich verbessert. Beispielsweise hat die Bandbreite des 5-GHz-Netzwerks 3.5 MHz erreicht, und einige OEM-Hersteller haben Bandbreiten von 200 MHz und 300 MHz eingeführt. Durch die Einführung der Millimeterwelle kann die Netzwerkbandbreite auf 500 GHz erweitert werden.


In diesem Fall ist auch die Verbesserung der Gesamtseiteneffizienz der Basisstation ein wichtiges Anliegen.


„Um das Ziel des Designers zu erreichen, geht es um die Leistungsverbesserung wichtiger Geräte wie Pa. Im 4G-Zeitalter verwenden wir grundsätzlich LDMOS-PA in der Basisstation, während wir uns im 5g-Zeitalter alle auf GaN-PA mit höherer anwendbarer Frequenz konzentrieren.“ Band und bessere Effizienz. Sagte Jenny Xun, technische Leiterin der drahtlosen Infrastrukturabteilung von Qorvo. Sie wies weiter darauf hin, dass 5G-Basisstationen hinsichtlich der Produktform im Vergleich zu ähnlichen Produkten früherer Netzwerke beispiellose Veränderungen erfahren hätten. Im 4G-Zeitalter wird die Anordnung von Basisstationen durch die Konfiguration von Makro-Basisstationen und Mikro-Basisstationen dominiert. Im 5G-Zeitalter sind die Formen der Basisstationen jedoch vielfältiger. Sub 6G MIMO, kleine Indoor-Basisstationen und mmwave-Basisstationen werden eine wichtige Rolle spielen, was auch Chancen für Hersteller bietet.


       


„Die Änderung des Antennenarrays ist eine weitere offensichtliche Änderung von 5g. In der 4G-Ära verwendet die Basisstation höchstens 8 x 8 Arrays, aber bei 5g wird das Array auf 32 x 32 oder sogar 64 x erweitert. mal; 64. Das Antennenarray ist in einigen Millimeterwellen-Anwendungsszenarien höher.“ Sagte Jenny.


Hinter diesen technologischen Veränderungen steht das Wachstum der relevanten Marktnachfrage.


Wie in der Abbildung oben gezeigt, bringt 5g verschiedene Anforderungen mit sich, unter denen der Versand von Millimeterwellen-Ru deutlich zunehmen wird. Die folgende Abbildung zeigt uns die detaillierte Leistung dieses Marktes.


Geografisch wird es sich vor 2025 hauptsächlich auf den nordamerikanischen Markt konzentrieren, der eine sehr wichtige Beziehung zur kommerziellen 5g-Millimeterwelle in den Vereinigten Staaten hat. Wir können absehen, dass nach 2025 mit den verstärkten Investitionen Chinas, Japans und Südkoreas der asiatisch-pazifische Raum den Ausbruch der 5g-Millimeterwelle Ru einläuten wird. Die folgende Abbildung zeigt auch den Entwicklungstrend von 5g Millimeterwellen-Ru aus zwei verschiedenen Blickwinkeln von Leistung und Architektur.


       


Jenny wies bei dem Treffen darauf hin, dass wir 5g-Millimeterwellenanwendungen entsprechend den Anforderungen an Sendeleistung und Scanwinkel in die folgenden Kategorien einteilen können: Eine davon ist eine städtische Makro-Basisstation mit hoher Leistung, die hohe Anforderungen an EIRP stellt, bis zu 65 dBm. Außerdem gelten strenge Anforderungen an den vertikalen und horizontalen Scanwinkel. Ein weiterer Anwendungsfall ist die Hochleistungs-Makro-Basisstation für ländliche Gebiete. Dieser Anwendungsfall verfügt ebenfalls über Hochleistungs-EIRP (65 dBm), aber in diesem Anwendungsfall sind die Scananforderungen für vertikale Aspekte nicht so hoch; Die dritte ist die Outdoor-Makro-Basisstation mit geringem Stromverbrauch, deren EIRP-Bedarf nur 45 dBm beträgt; Darüber hinaus gibt es auch kleine Basisstationen und Repeater für den Innenbereich. Der Bedarfsbereich dieses Anwendungsfalls für EIRP liegt zwischen 45 dBm und 52 dBm.


       


„Wir können vorhersagen, dass die Netzabdeckung immer die Kapazitätsnachfrage anführen wird. Daher müssen wir die Nachfrage nach einer 5g-Millimeterwellensignalabdeckung lösen, bevor wir die Verbesserung der Marktkapazität einleiten können.“ Sagte Jenny.


Jenny sagte weiter, dass wir aus der Abbildung unten die hybride Netzwerkform aus Sub-6 GHz und Millimeterwelle erkennen können. Unter anderem wird ein Sub-6-GHz-Netzwerk verwendet, um die Netzwerkabdeckung und eine grundlegende Verbindung sicherzustellen, sodass Menschen überall ein 5G-Signal empfangen können. Das Millimeterwellenband mit einer Frequenz von mehr als 6 GHz wird verwendet, um Anwendungsszenarien mit hohem Durchsatz zu erfüllen, wie z. B. Stadien, große Einkaufszentren und Flughäfen.


         

„Angesichts der vielfältigen Netzwerknachfrage von 5g kann das vielfältige Produktlayout von qorvo Entwicklern umfassende Unterstützung bieten“, sagte Jenny. Aus ihrer Einführung wissen wir, dass qorvo zunächst eine Vielzahl von Prozessen anbieten kann, darunter GaAs, Gan, BAW, TC-Saw, SOI, SiGe und CMOS, und verschiedene HF-Geräte herstellen kann, die die Anforderungen des 5g-Bands erfüllen; Was die Verpackung betrifft, verfügt qorvo auch über Kunststoffverpackungen, Hohlräume und andere Verpackungstechnologien, um den unterschiedlichen Verpackungsanforderungen verschiedener Geräte gerecht zu werden.


Als nächstes nehmen wir die Herausforderung des 5g-PA-Designs als Beispiel, um die Stärke von qorvo im HF-Bereich zu veranschaulichen.


Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, wird mit der Weiterentwicklung des Netzwerks die Signalbandbreite erheblich verbessert, was höhere Anforderungen an die Linearität von PA stellt. Dabei steigt auch par synchron an. In diesem Fall muss die Effizienz des Signal-Fallbacks sichergestellt werden, was auch höhere Anforderungen an die Effizienz von PA stellt. Darüber hinaus bringt 5g aufgrund der Anforderungen an die Trägeraggregation, den thermischen Stromverbrauch und die Größe beispiellose neue Herausforderungen für das PA-Design mit sich.


„Zu diesem Zweck benötigen wir nicht nur eine höhere Effizienz und Frequenz von PA, sondern auch eine größere Videobandbreite und eine bessere Breitbandlinearisierungstechnologie. In diesem Szenario kann Gan PA eine wichtige Rolle spielen“, sagte Jenny.


       

Wie in der obigen Abbildung dargestellt, wünschen sich Betreiber in der Praxis niedrigere Betriebskosten, geringere Investitionsausgaben, höhere Zuverlässigkeit und einen höheren Datendurchsatz, und genau das bietet die Gan-Lösung. Aus der folgenden Abbildung können wir die Anforderungen an Basisstationen für verschiedene Prozesse in verschiedenen Szenarien erkennen. Als Branchenexperte kann qorvo eine umfassende technische Abdeckung bieten, um Kunden bei der Lösung relevanter Probleme zu unterstützen. Anhand dieser Abbildung können wir auch die Bedeutung von Gan PA im 5G-Zeitalter erkennen.


       


Leser, die mit Gan vertraut sind, sollten wissen, dass aktuelle Galliumnitrid-Geräte unterschiedliche Substrate haben. Unter anderem hat qorvos SiC-basiertes GaN einen großen Wert für PA-Anwendungen, einschließlich hoher Effizienz, hoher Bandbreite und hilft beim Bau kleiner Geräte. Dies hängt hauptsächlich mit der geringeren parasitären Kapazität, dem geringeren HF-Verlust, der höheren Durchbruchspannung und der besseren Wärmeleitfähigkeit von SiC-basiertem Gan zusammen. Das Gan-Gerät von Qorvo kann die oben genannten Gan-Vorteile besser widerspiegeln. Qorvo kann je nach den Anforderungen verschiedener Anwendungsszenarien auch unterschiedliche Schemata zur Auswahl bereitstellen, wie aus der folgenden Abbildung ersichtlich ist.


       


„Basierend auf diesen technischen Layouts kann qorvo seinen Kunden verschiedene Produkte anbieten, die mehrere Frequenzbänder abdecken, darunter FEM, PA, Switch und LNA. Darüber hinaus ist das Integrationsschema mit besserer Technologie auch eine Richtung für qorvo. Diese Schemata haben einzigartige Vorteile Kosten und Stromverbrauch, und kann Kunden auch dabei helfen, ihre Produkte schneller auf den Markt zu bringen, was genau das ist, was Kunden brauchen. Ja“, betonte Jenny bei dem Treffen.


       


Im Laufe des Entwicklungsprozesses hat sich die PA von qorvo mehrfach weiterentwickelt. Was ist die treibende Kraft hinter seinem Fortschritt? Als sie darüber sprach, sagte Jenny, dass dies hauptsächlich mit der konsequenten Einhaltung des PA-Ziels des Unternehmens zusammenhängt – das heißt, die PA des Unternehmens kann eine hohe Leistung und Effizienz haben, kleinere Arrays verwenden, um eine hohe EIRP zu erreichen, und dann eine größere Abdeckung bieten. Daher steht die Realisierung einer kleineren Array-Größe und eines geringeren Gesamtstromverbrauchs der Platine im Mittelpunkt der Produktforschung und -entwicklung von qorvo.



„Eine hohe Ausgangsleistung und ein hoher Wirkungsgrad sind unsere grundlegendsten Anforderungen an pa“, betonte Jenny. Aus dem Vergleich der folgenden beiden Abbildungen gewinnen wir ein klareres Verständnis für die Vorteile der Qorvo-Produkte.



Aus der obigen Einleitung können wir schließen, dass GaN gegenüber anderen Materialien in HF-Anwendungen unvergleichliche Vorteile hat. Durch den Vergleich verschiedener Materialien können wir die Führungsrolle dieses Materials deutlicher erkennen.



Als führender Anbieter von HF-Systemlösungen bietet qorvo führende HF-Geräteprodukte wie PA, FEM und LNA für den 5g-Millimeterwellenbedarf. Qorvo kann auch unterschiedliche Lösungen für unterschiedliche Anwendungsszenarien bereitstellen.



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