应用GaN技术克服无线基础设施容量挑战_鸭脖成视频人app下载无限

栏目:茶油

更新时间:2021-06-12

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应用GaN技术克服无线基础设施容量挑战_鸭脖成视频人app下载无限

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近年来,全球智能手机较慢普及,LTE网络已被相继商用,不受此影响,全球移动数据的用于之后攀升。

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本文摘要:近年来,全球智能手机较慢普及,LTE网络已被相继商用,不受此影响,全球移动数据的用于之后攀升。

近年来,全球智能手机较慢普及,LTE网络已被相继商用,不受此影响,全球移动数据的用于之后攀升。据GSA移动行业分类数据表明,截至2015年3月,全球LTE用户数量比上一年激增151%,超过6.35亿。这一增长势头将持续下去,到2020年,LTE用户数将约25亿。

  移动网络运营商面对着诸多挑战,一方面要较慢配套以反对增量用户,另一方面则要尽量减少网络中断并降低成本。长年而言,5G网络未来将会大幅度提高容量和数据速率。但是,5G技术规格依然正处于定义阶段,最少5年内不有可能部署。另外,5G有可能牵涉到网络架构的大幅度转变。

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  为了在5G来临之前符合大幅提高容量的急迫市场需求,运营商早已开始竭力不断扩大4G网络的容量而不新的设计基础设施架构。他们注目的焦点是那些能使他们从现有LTE频谱分配中提供更加多容量的技术,以增大出售高昂的额外频谱的必要性。  运营商目前射击了多种关键容量和性能升级技术。

短期计划以载波单体(CA)为中心,这是LTEAdvanced标准的一个特性。中期强化技术还包括被称作4.5G、4G+或pre-5G的多种强化技术,其中还包括高阶(最少64X)多用户多输出多输入(MU-MIMO)技术、更加高阶调制以及免除许可5GHz频谱的用于等。

  这些短期和中期配套技术以及最后的5G网络将拒绝使用能获取更高功率输入和功效且反对宽带运营和高频频段的基站功率放大器(PA)。  GaNonSiC的前景  历史上来看,基站功率放大器主要使用基于硅的纵向蔓延金属氧化物半导体(LDMOS)技术。然而,更加严苛的拒绝渐渐暴露出LDMOS的局限性,并造成众多供应商在高功率基站功率放大器技术方面改向了氮化镓(GaN)。

例如,功率输入拒绝每年都在提升;对基站功率放大器的拒绝从一年前的30W-40W减至今年的60W,而新一代基站的拒绝有可能约100W或以上。当前和规划的配套市场需求也必须能反对更高频率的宽带功率放大器。

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LDMOS即使在较低射频频率下也不存在比特率容许,LDMOS功率放大器的比特率不会随着频率的减少而大幅度增加。虽然LDMOS仅有在不多达大约3.5GHz的频率范围内有效地,但GaN功率放大器早已能处置50GHz或以上的毫米波频率。

另外,GaN功率放大器反对更高的比特率,即使在较高的频率也是如此。  如今不存在的两种主要GaN技术为碳化硅GaN(SiC)和硅GaN(Si)。GaNonSi的优势在于基板成本低,可以在硅代工厂生产,享有适当的规模经济优势。但GaNonSiC反对低得多的功率密度,反对更高的功率输入。

这是因为SiC具备更加杰出的导电亲率:约比Si低三倍。GaNonSiC功率密度大约为5W/mm,大约7倍于LDMOS的功率密度。因此,GaNonSiC功率放大器能以完全相同的尺寸获取约两倍的功率输入。

结果,GaNonSiC早已沦为高功率射频应用于的选用技术。  GaNonSiC功率放大器的优势必要关系到运营商注目的三大问题,即所谓的三C问题:容量、覆盖范围和成本。就如我将在本文中叙述的那样,较高的输出功率可以大幅度提高容量,同时还能保持蜂窝覆盖范围。

GaNonSiC功率放大器具备更高的功效,可以增加运营商的巨额电费,减低风扇问题。为了更为详尽地探究这些优势,我将辩论GaNonSiC在无线网络演变的各个阶段有可能充分发挥的起到,再行从载波单体开始,然后是4.5G,最后为5G。  近期:载波单体  运营商目前正处于载波单体(CA)技术部署初期,这是LTEAdvanced标准(3GPPRelease10)的一个特性。

利用CA,运营商可以提升数据容量和吞吐量,其方式是把最少五个分量载波(每个载波在1.4-20MHz之间)组合成最低约100MHz的总带宽。  CA的一个关键吸引力在于,该技术可以把来自多个频段的分量载波人组一起(带间(CA),从而让运营商更佳地利用碎片化的频谱分配方案。

许多运营商享有的倒数频谱将近20MHz,因此必须CA来向更慢的数据服务市场需求获取反对。初期部署一般只将CA用作上行链路通信,并把两个10MHz的分量载波组合成20MHz的总带宽。  CA一般拒绝使用宽带功率放大器,以防止各分量载波使用独立国家功率放大器所带给的额外成本和复杂性问题。

少见的CA人组(如频段1(1800MHz)与频段3(2100MHz)人组)拒绝使用比特率小于300MHz的功率放大器。即使在较高频率下,GaN功率放大器也比起LDMOS反对更高的比特率,这是一个关键优势。

由于GaN享有更高的功效,并且GaN功率放大器可以反对必须多个窄带LDMOS功率放大器才能构建的比特率,这两个因素抵销了LDMOS的单位芯片成本优势。CA还拒绝更高的功率输入,以构建在多个分量载波上的并行传输。GaNonSiC功率放大器可以符合如今对多频段功率放大器的典型拒绝,其功率输入约60W或以上,反对300MHz以上的比特率。  功效对运营成本的影响  GaN的功效在协助运营商掌控仅次于成本项(电费)方面也充分发挥着最重要起到。

功率放大器是基站功耗中的大户,如果功率放大器的效率仅有为35%(值得注意的LDMOS功率放大器显然如此),则有65%的能量作为热量被浪费掉了。产生的冷也不会造成可靠性问题,并且拒绝较小的散热片,结果不会减少产品尺寸。  在运营商企图掌控能源成本的同时,他们必须功效更加出众的基站和功率放大器。

功率放大器的典型功效早已从4年前的30%-35%提升到如今的60%。同期,LDMOS功率放大器的效率从30%提升到大约45%,但更进一步贞着提升是十分艰难的事。忽略,如今的GaN功率放大器早已构建了55%的效率。

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  中期:4.5G  除了CA,运营商企图利用多种不同技术来配套。这些中期发展未来将会从2016年开始通过几年的时间进行,一般来说被称作4.5G、4G+或pre-5G技术。

  大规模MIMO  MIMO使运营商可以提升数据速率和网络容量,因为它可以用于基站和用户设备上的多根天线,在同一频段传输多个空间上互相分隔的数据流。LTEAdvanced标准定义了最低8x8的上行链路MIMO相连以及最低4X4的下行链路相连。

同时还定义了MU-MIMO,通过容许基站用每个东流与有所不同设备展开通信的方式构建配套。  4.5G未来将会带给更加高阶的MIMO,以更进一步构建网络容量的进步,基站可以同时处置64个或更加多的所发数据流。但这不会带给一些其他挑战。基站必须更加多功率来驱动64个地下通道,因此,能效和风扇变为了更大的问题,进一步提高GaN的功效适当地显得极具价值。

  大规模MIMO的另一个大问题是复杂性的管理。把64个升空地下通道挤入一个基站,必须高度构建的子系统,把功率放大器、低噪声放大器(LNA)、电源和滤波器PCB到灵活的模块中。为了构建性能和功效的最大化,这些子系统必需根据有所不同的工艺技术把多个组件人组一起。例如,虽然GaN功率放大器可以获取必须的功率输入和功效,但基于CMOS的低噪声放大器(LNA)却可以构建接收灵敏度最大化和噪声最小化。

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必须使用高级滤波器以防止阻碍附近频段。由于基站的加装方位一般都曝露于险恶的环境之下,不会经历极端温度和湿度,因此,必须能在温度变化条件下展现出平稳号召性能的BAW和SAW滤波器。高集成度的子系统还可给基站制造商带给研发和测试时间延长的优势,因为子系统中的所有元件都早已给定好,并一起展开过测试。

  5GHz频谱中的LTE(LTE-U)  运营商企图通过运用免除许可的5GHz频段来配套,以构建流量分流,补足许可频率。该频段远超过了LDMOS功率放大器的范围,这类功率放大器的频率容许在3.5GHz或以下。

忽略,5GHz几乎正处于GaN功率放大器的范围之内,这类功率放大器的工作频率低得多。  高阶调制  南北高阶调制可进一步提高数据速率和网络容量。


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