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Qorvo手册:利用5G的力量

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发表于 2020-4-1 13:18:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
今天给大家介绍一本Qorvo关于5G的主题书籍,欢迎大家学习讨论:
目录:
1.载波网络将如何实现 5G  
2.设计固定无线接入 (FWA) 系统时需要考虑的5个因素
3.了解 5G:4G与5G系统要求对比  
4. Qorvo® 为5G无线基础设施提供1亿台RF设备
5.利用GaN实现 6 GHz 以下的5G大规模MIMO

一.载波网络将如何实现 5G
有源天线系统、波束成形、波束控制、固定无线接入 (FWA): 向 5G 的过渡正在为商业领域带来新的术语和技术。5G 始 于载波网络,需要载波网络为这些新一代技术提供支撑。 本博文解释了一些能够实现 5G 基站和网络的关键 RF 通信技术。

5G 始于载波网络
5G 网络必须处理许多需要不同有源天线系统 (AAS) 的功 能,以应对增强型移动宽带 (eMBB)、大规模机器类型通信 (mMTC) 和超可靠低延迟通信 (uRLLC) 的挑战。


其中的第一大应用将是有源天线系统 (AAS) 在毫米波 (mmWave) 频段中提供固定无线接入 (FWA)。FWA 是在毫 米波频段中实现 5G 的基础。运营商和基础设施制造商都一 直在进行试验,并计划通过这项服务,以更具扩展性和经济性的方式提供宽带。尽管该服务的受众是游牧式用户和固定用户,但在设计中考虑到了真正的移动性。因此,运营商得以涉足将 成为移动 5G 基础的全新毫米波技术(比如相控阵天线和混 合式波束成形)。


3GPP 标准定义中最近的一个转变 — 增加加速路径,称为 非独立 (NSA) 5G — 作为一种经济高效的方式,可将早期的 5G 优势带入市场,而无需增建独立 (SA) 5G 所需的 5G 网 络核心。 NSA 使用现有 4G 3GPP 频段作为 LTE 控制平面 锚来实现这一点。

有源天线系统 (AAS)/全维度多路输入/多路输出 (FD-MIMO)
有源天线系统 (AAS) 是先进的基站平台,其成本、结构和性 能均经过优化。4G 版本 12 增强功能显著影响了设计增强型 NodeB (eNodeB) 无线电的方式。版本 12 项目包括载波聚 合的新组合、具有下行链路 MIMO(多路输入/多路输出)的 空间复用增强功能以及 AAS 中所需的 RF 要求。

LTE Advanced eNodeB 无线电天线的演进
MIMO 技术使用安装在源(发射器)和目标(接收器)上的 多个天线来提高容量和效率。如前面的图片所示,天线越多,
数据流层越多。这使得单个用户的数据管道增大或不同用户使 用多个数据管道(也称为多用户 (MU) MIMO)。
大规模 MIMO 将 MIMO 提升到一个新的水平。如今的 MIMO 部署通常由基站上的最多八个天线以及接收器上的一 到两个天线组成。因此,基站可以同时将八个数据流发送到八 个不同的用户或双重发送两个数据流到四个用户。大规模 MIMO 可扩展到数十或数百个天线(理论上可达数千个),提 供众多功能和优势,其中包括:
 大幅提升的容量和可靠性
 更高的数据速率和更低的延迟
 更好的连接(特别是对于 5G 所使用的具有挑战性的较 高频率)
 更少的小区间干扰
 通过波束成形实现更高的效率和更好的信号覆盖


二.设计固定无线接入 (FWA) 系统时需 要考虑的 5 个因素
5G 最早的用途之一会是固定无线接入 (FWA),后者能够提 供千兆级网速。向家庭、公寓或企业提供 FWA 所花费的时 间和成本仅是传统电缆/光纤安装的一小部分。就像任何其他 技术进步一样,FWA 带来了新的设计难题,让人们需要做出 新的技术决策。下面我们将深入探讨在设计 FWA 系统时需 要考虑的五个因素:


 频谱选择:毫米波 (mmWave) 或 6 GHz 以下
 使用天线阵列实现更快的数据速率
 全数字或混合波束成形
 功率放大器 (PA) 技术选择:硅锗 (SiGe) 或氮化镓 (GaN)
 从现有的 RF 前端 (RFFE) 产品组合中选择组件

三.了解 5G:4G 与 5G 系统要求对比
5G并不是4G基础上的一次增量式改进,而是移动通信技术的下一次重大演进,其性能相比当今网络将提升几个数量级。 5G 并不会取代 4G,它只是促成4G所无法完成的各种任务。4G网络将继续与5G网络同步发展,以支持更多的日常任务。当今世界的国民经济发展由先进的通信网络推动,5G 将实现的服务有待构想。

5G 技术的特性如下
 增强型移动宽带 (eMBB),需要数百MHz的通道带宽,使用新的移动无线频率——从 2.5 GHz(适用于4GLTE Pro)/3.5GHz(适用于 5G)到几十GHz乃至毫米波 (mmWave) 频谱
 异常高效处理数据流,充分利用载波聚合 (CA) 和大规模多路输入/多路输出 (MIMO)
 固定无线接入,提供更多选择,让千家万户和公司企业实现20Gbps 的连接速度
 无线基础设施,使用波束控制和高功率氮化镓 (GaN),非常适合自适应阵列可转向天线
 低延迟,可实现实时连接,助力无人驾驶汽车和增强现实/虚拟现实 (AR/VR) 的发展
 物联网 (IoT),未来十年内可实现1万亿台以上设备与互联网连接,数据速率极低,电池寿命超过十年,通信距离最长

四.Qorvo 为 5G 无线基础设施提供  1 亿台 RF 设备
运营商利用现有的频谱和面向大规模 MIMO 基站的新型前端无线电解决方案快速迁移至 5G ,西班牙巴塞罗那 – 2019 年 2 月 27 日 – 移动应用、基础 设施与航空航天、国防应用中 RF 解决方案的领先供应商 Qorvo, Inc.(纳斯达克代码:QRVO)今日宣布,自 2018 年 1 月以来,Qorvo 已提供了超过 1 亿件 5G 无线基础设施 元器件。Qorvo 广泛的 5G 产品组合包括面向 RF 收发前端 的解决方案,使客户能够利用波束成形和大规模多路输入/多 路输出 (MIMO) 基站来实现更大的数据容量和更宽的覆盖范围,并利用6 GHz 以下频率实现室内穿透性。


新型 5G 网络的延迟性更低,数据容量更大,可支持虚拟现 实/增强现实、车联网以及新型智能家居和物联网应用。


安装使用大规模 MIMO 架构的新型 5G 网络需要使用支持 更高频率和更高集成度的新产品。Qorvo 广泛的 5G 解决方 案产品组合包括与高功率处理开关集成的双通道低噪声放大 器 (LNA)、高线性度发送前置驱动器以及最终极功率放大器 (PA)。Qorvo 适用于所有 6 GHz 以下 5G 频段的 GaN 基 PA 采用了完全集成的 Doherty 解决方案,可满足 5G 设备 的更高频率、小尺寸、重量、功耗和热管理要求。


Qorvo 高性能解决方案总经理 Roger Hall 表示:“Qorvo 可 帮助移动运营商轻松地提高其现有网络容量并过渡至 5G。我 们在基于波束成形的大规模 MIMO 技术上的领先地位将在 基站市场掀起一场革命,并将加快 5G 的发展。”


Qorvo 的氮化镓 (GaN) 技术具有业界领先的性能、效率和 功率。因此,可传输容量更大的多个数据流,同时支持以快速 且经济高效的方式实现 5G 网络。


目前,无线基础设施客户可获得的 Qorvo 新产品包括 QPB9337 双通道开关 LNA 模块、QPL9057 超低 NF LNA 以及 QPA3503 Doherty 功率放大器模块。


Qorvo 作为 3GPP 代表协助制定 5G 标准,并且与无线基 础设施制造商、网络运营商、芯片组供应商和智能手机制造商 密切合作,加快 5G 的发展。Qorvo 已协助完成了数十次 5G 现场试验,Qorvo 的 28GHz 产品还为 2018 年冬奥会的三 星® 5G MIMO 演示提供了支持。


Qorvo 目前位于“ 解决 RF 复杂性”(Solving RF Complexity™) 的前沿,2 月 25 日至 28 日在巴塞罗那举 行的 2019 年世界移动通信大会上,Qorvo 演示业界领先的 高级 RF 前端解决方案以及准 5G 和 5G 无线基础设施。更 多信息,请访问 qorvo.com/5G。

五.利用 GaN 实现 6 GHz 以下的 5G 大规 模 MIMO
氮化镓技术在 6GHz 以 下的 5G 应用中发挥了重 要作用,可以帮助实现包括更高数据速率在内的众 多目标。

利用 GaN 实现 6GHz 以下 5G 大规模 MIMO
高输出功率、线性度和功耗要求正促使基站和网络 OEM 从使用 PA LDMOS 技术转向氮化镓技术 (GaN)。GaN 为 6GHz 以 下 5G 大规模 MIMO 基站应用提供诸多优势:
 GaN 技术在 3.5GHz 及以上频率应用中表现出色,LDMOS 在这些高频率下则面临挑战。
 GaN 具有高击穿电压、高电流密度、高转换频率、低通态电阻和低寄生电容。这些特性可转化为高输出功率、宽带宽和高 效率。
 Doherty PA 配置中采用 GaN 在输出功率为 100W 时,平均效率在 50% 到 60% 之间,大大降低了发射功耗。
 GaN PA 的高功率密度使其可以采用小尺寸,因而减少了印刷电路板 (PCB) 空间需求。
 在 Doherty PA 配置中使用 GaN 技术,就可以使用四边扁平无引脚 (QFN) 塑料封装,而不是价格高昂的陶瓷封装。
 GaN 在高频率和宽带宽条件下具备高效率,这意味着大规模 MIMO 系统可以更加紧凑。GaN 在更高工作温度下能够可 靠运行,因而可以使用尺寸更小的散热器,实现更紧凑的尺寸。

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继续学习5G技术文档,今天了解一下从现有的RF技术中选择的方法。
从现有的RF技术中选择.png
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5G 并不是 4G 基础上的一次增量式改进,而是移动通信技术的下一次重大演进,其性能相比当今网络将提升几个数量级。带宽增加、MIMO等技术的发展,对物联网应用提高了强大的技术支持。
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