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中国发展毫米波机遇与挑战并存,高通助力生态伙伴推进毫米波发展

2020-07-09 10:57 次阅读

随着5G时代的加速到来,行业应用和大众市场对带宽、延时等网络环境的要求不断提高,能够提供高带宽、低延时和大容量的毫米波技术开始受到广泛关注。日前,GSMA举办了 “GSMA Thrive·万物生晖”系列线上活动。高通公司总裁安蒙在GTI线上峰会主题演讲中指出,毫米波能够真正释放5G的全部潜能,支持数千兆比特的速率、大容量,更重要的是能够通过提供与云端无缝连接的能力,提升用户体验。

毫米波提速5G网络铺开

毫米波频段正在成为5G发展的重要方向。目前,美国FCC已经完成5G频谱中28GHz频段的拍卖,成为率先发展5G毫米波频段的国家。我国随着5G用户渗透率的提高,网络向高低频混合组网方向演进的需求进一步提升,5G毫米波网络的建设亦将随之提速。据了解,全球已有超过120家运营商对毫米波进行了投资,将其引入5G部署。

中国发展毫米波机遇与挑战并存,高通助力生态伙伴推进毫米波发展

之所以5G毫米波如此重视,是因为在高容量、高速率、低时延业务发展下,对网络提出更高需求。而毫米波的频段资源丰富,无线传输速率更高,可以为5G系统带来更强的通信能力和应用空间。

根据高通公司工程技术高级总监季庭方介绍,Ookla最新数据分析,5G下载速率比4G LTE快5倍,这是基于Sub-6GHz频段(比如3.5GHz、2.6GHz)的现网实测结果。与Sub-6GHz频段相比,5G毫米波终端的平均下载速率达到Sub-6GHz频段的4倍,平均速率高达900Mbps,峰值速率超过2Gbps。

5G毫米波还具备低时延的特性。低时延特性能够支持一系列全新服务,例如云游戏或云计算等。5G低时延特性还能满足工业物联网应用的极高要求,支持海量传感器和仪表之间的低时延通信。

通过5G毫米波技术,人们还可以在办公室、会议室等企业环境,音乐厅、体育馆等大型场馆以及飞机场、火车站等交通枢纽更好地架设室内部署、公共网络以及企业专网。在这样的场馆区域毫米波能够充分发挥其大容量的优势,在人流密集场所同样可以发挥重要作用。

总之,随着毫米波的发展,未来5G通信基本架构将走向采用低频段+毫米波频段相结合的形式。GSMA与TMG发布联合报告称,预计到2034年,在中国使用毫米波频段所带来的经济受益将产生约1040亿美元的效应。

中国发展毫米波机遇与挑战并存

中国5G加速发展,毫米波产业也将伴随新基建等政策的实施加快推进速度。在工信部发布的《关于推动5G加快发展的通知》(工信部通信〔2020〕49号)中提出,将适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划,开展5G行业(含工业互联网)专用频率规划研究,适时实施技术试验频率许可。

中国联通网络技术研究院副院长迟永生指出,毫米波的发展机遇与挑战并存。5G毫米波有望继续加强中国的数字基础设施,为创新型经济发展创造新动能。5G加上毫米波可帮助释放低时延、数据密集型应用的潜力,这些应用可以为各种行业和用例带来变革。

然而,5G的部署尤其是毫米波的部署并不容易,很多人对毫米波技术实现商用仍然存在诸多误区。例如,目前仍有很多人认为毫米波的覆盖范围非常有限,毫米波只能够实现视距传输和固定传输,对于支持毫米波终端的尺寸也存在着误解。

高通一直致力于5G技术的开发,希望通过技术上的突破,助力中国加快5G毫米波的测试以及下一步的实际部署。对此,季庭方介绍指出:“在5G时代,通过先进的波束成形技术,我们已经能够实现超过150米的毫米波传输。这项技术不仅通过仿真实验得到了验证,而且在外场测试中也得到了验证,意味着毫米波能够实现与现有热点和小基站的共址。另外一个关于毫米波的误区是它只能够实现视距传输和固定传输,而事实是5G NR能够提供解决方案。5G设计中,我们有物理层信号能够支持快速调整和切换附近的波束,可以很好地利用多路径和反射,解决传输短距离的问题。在终端尺寸方面,高通公司已经推出了毫米波模组,在非常紧凑的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器。一部手机可以采用多个这样的毫米波模组,不仅满足智能手机紧凑纤薄的设计需求,同时满足功耗需求并提供最大化的性能。”

高通公司已克服毫米波在技术和商业化方面的多项挑战,可以为用户提供端到端的系统设计,正在为毫米波的商用铺平道路。

助力生态伙伴推进毫米波发展

今年2月,高通公司正式发布第三代5G解决方案­——骁龙 X60。它率先采用5纳米制程工艺,也是首个支持Sub-6GHz-毫米波频段聚合的解决方案,可以最大程度地利用频谱资源。骁龙X60包括了调制解调器及射频系统的整体解决方案,搭配第三代毫米波天线模组,可以支持全部网络配置,如非独立组网、独立组网、FDD、TDD、载波聚合等,并支持现有低频段演进的动态频谱共享,助力5G在全球范围扩展。

除毫米波硬件之外,高通公司也提供系统设计支持,助力合作伙伴在5G毫米波上的发展。安蒙表示,我们一直与中国的OEM生态系统密切合作,在全球范围推动5G扩展。中国的生态系统对于实现全民享5G的目标至关重要。中国厂商能够提供跨全部产品层级和价位段的终端,此外,中国的OEM厂商在扩展新市场方面已经取得了卓有成效的进展。目前,美国、欧洲、澳大利亚和亚洲运营商推出的5G商用终端里,都有来自OPPO、vivo、小米等中国合作伙伴的产品。我们的职责是向优秀的合作伙伴提供全球最先进的5G解决方案,支持他们在全球移动行业中参与竞争、锐意创新并成长壮大。

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ADF4602 单芯片、多频段3G毫微微蜂窝收发器

和特点 单芯片多频段3G收发器兼容3GPP 25.104第9版WCDMA/HSPA标准 覆盖UMTS频段频段I至VI和VIII至X的本地区域BS级 直接变频发射机和接收机 WCDMA和GSM接收基带滤波器选项 易于使用,校准工作量极小自动Rx直流失调控制简便的增益、频率和模式编程 低电源电流接收电流:50 mA(典型值)发射电流:50 mA至100 mA(随输出功率变化) 6 mm × 6 mm、40引脚LFCSP封装 只需极少的外部器件集成多频段多模式监控无Tx SAW或Rx级间SAW滤波器集成电源管理集成频率合成器,包括PLL环路滤波器集成PA偏置控制DAC/GPO 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADF4602是一款3G收发器IC,具有无与伦比的集成度和特性集合,非常适合提供蜂窝固定移动融合(FMC)服务的高性能3G毫微微蜂窝。只需少数几个外部器件,便能实现完整的多频段收发器。单个器件支持UMTS频段1至6和8至10。接收机基于直接变频架构,这种架构是高度集成的宽带CDMA (WCDMA)接收机的理想选择,可通过完全集成所有级间滤波来减少物料用量。前端含有三个高性能单端低噪声放大器(LNA),使该器件能支持三频段应用。单端输入结构可简...
发表于 02-22 15:33 104次 阅读
ADF4602 单芯片、多频段3G毫微微蜂窝收发器

HMC7586 71 GHz至76 GHz,E频段I/Q下变频器

和特点 转换增益: 12.5 dB(典型值) 镜像抑制: 28 dBc(典型值) 噪声系数: 5 dB(典型值) 针对1 dB压缩(P1dB)的输入功率: -9 dBm(典型值) 输出三阶交调截点(IP3): -1 dBm(典型值) 输出二阶交调截点(IP2): 20 dBm(典型值) RFIN上6倍本振(LO)泄漏: -40 dBm(典型值) IFOUT上1倍LO泄漏: -50 dBm(典型值) 射频(RF)回波损耗: 5 dB(典型值) LO回损: 20 dB(典型值) 裸片尺寸: 3.599 mm × 2.199 mm × 0.05 mm产品详情 HMC7586是一款集成E频段的砷化镓(GaAs)单芯片微波集成电路(MMIC)同相和正交(I/Q)下变频器芯片,工作频率范围为71 GHz至76 GHz。 HMC7586在整个频段内提供12.5 dB小信号转换增益和28 dBc镜像抑制性能。 该器件采用低噪声放大器,后接由6倍倍频器驱动的图像抑制混频器。 该镜像抑制混频器使得低噪声放大器之后无需使用滤波器。 可针对直接变频应用提供差分I和Q混频器输出。 或者,可利用外部90°混合型器件和两个外部180°混合型器件将输出合并,以实现单边带应用。 所有数据包括IF端口上1 mil金线焊的效应。应用 E频段通信系统 高容量无线回程 测试与测量...
发表于 02-22 15:31 10次 阅读
HMC7586 71 GHz至76 GHz,E频段I/Q下变频器

HMC6301 毫米波接收器,57 GHz - 64 GHz

和特点 频段:57 - 64 GHz RF信号带宽:最高达1.8 GHz 噪声系数:8 dB(典型值) 接收器增益:0 - 70 dB 数字和模拟RF和IF增益控制 可编程基带增益和滤波器带宽 集成频率合成器 集成镜像抑制滤波器 部分外置的环路滤波器 支持外部LO 片内温度传感器 支持256-QAM调制 集成AM和FM检波器 通用模拟I/Q基带接口 三线式串行数字接口 符合RoHS标准的75引脚晶圆级球栅阵列封装 产品详情 HMC6301是一款完整的毫米波接收器集成电路,采用符合RoHS标准的6 mm × 4 mm晶圆级球栅阵列(WLBGA)封装,包括低噪声放大器(LNA)、镜像抑制滤波器、RF至IF下变频器、IF滤波器、I/Q下变频器和频率合成器。该接收器的工作频率范围为57 GHz至64 GHz,双边调制带宽高达1.8 GHz。集成式频率合成器在250 MHz、500 MHz或540 MHz步长下进行调谐,具有出色的相位噪声,支持高达64 QAM的调制。或者,可以注入外部LO,它支持用户可选LO特性或相位相干发射和接收操作以及高达256 QAM的调制。通过通用模拟基带I/Q接口提供对各种调制格式的支持。接收器器件还内置AM和FM检波器以便解调开关键控(OOK)、频移键控(FSK)或最小...
发表于 02-22 15:14 35次 阅读
HMC6301 毫米波接收器,57 GHz - 64 GHz

ADF5904 4通道、24 GHz接收机下变频器

和特点 用于单端接收机(Rx)输入和本振(LO)输入的集成巴伦 Rx通道增益: 22 dB 噪声系数(NF): 10 dB P1dB: −10 dBm LO输入范围: -8 dBm至+5 dBm Rx至IF隔离: 30 dB RF信号带宽: 250 MHz Rx输出阻抗: 900 Ω差分 LO输入缓冲器: 24 GHz RF和LO S11(50 Ω时): -5 dB 集成模拟输出的温度传感器:±5° 静电放电(ESD)性能 人体模型(HBM):2000 V 充电器件模型(CDM):500 V 通过汽车应用认证 产品详情 ADF5904是一款4通道、24 GHz接收机下变频器。 每个通道包含一个集成片内巴伦的单端RF输入,后接差分低噪声放大器(LNA),以及集成差分输出缓冲器的下变频混频器。 RF LO路径还有片内巴伦。 片内寄存器通过简单的三线式接口进行控制。 ADF5904采用紧凑型32引脚、5 mm × 5 mm LFCSP封装。 应用 汽车雷达 工业雷达 微波(μW)雷达传感器 方框图...
发表于 02-22 15:07 87次 阅读
ADF5904 4通道、24 GHz接收机下变频器

ADMV4420 具有集成小数 N 分频 PLL 和 VCO 的 K 波段下变频器

和特点 RF 前端集成了 RF 巴伦和 LNA双平衡有源混频器,带高动态范围 IF 放大器具有低相位噪声和多核 VCO 的小数 N 频率合成器采用集成 LDO 稳压器的 5 V 电源供电输出 P1dB:7 dBm输出 IP3:16 dBm转换增益:36 dB噪声指数:7 dBRF 输入频率范围:16.95 GHz 至 22.05 GHz内部 LO 频率范围:16.75 GHz 至 21.15 GHzIF 频率范围:900 MHz 至 2500 MHz单端 50 Ω 输入阻抗和 75 Ω IF 输出阻抗可通过 4 线 SPI 编程32 引脚, 5 mm × 5 mm LFCSP 产品详情 ADMV4420 是一款高度集成的双平衡有源混频器,集成了小数 N 分频频率合成器,非常适合下一代 K 波段卫星通信。RF 前端由集成的 RF 巴伦和低噪声放大器(LNA)组成,可实现最佳的 7 dB 单边带噪声指数,同时最大限度地减少外部元件。此外,高动态范围 IF 输出放大器提供 36 dB 的标称转换增益。集成的低相位噪声、小数 N 分频锁相环(PLL),带有多核压控振荡器(VCO)和内部 2 倍乘法器,可为双平衡混频器产生必要的片内 LO 信号,无需外部频率合成。多核 VCO 使用内部自动校准程序,使得 PLL 可选择必要设置,并锁定约 400 μs。...
发表于 02-22 15:07 31次 阅读
ADMV4420 具有集成小数 N 分频 PLL 和 VCO 的 K 波段下变频器

ADF5902 24 GHz、ISM 频段、多频道 FMCW 雷达变送器

和特点 24 GHz 至 24.25 GHz VCO(工业、科学和医疗(ISM)射频频段) 双通道 24 GHz 功率放大器,输出为 8 dBm 单端输出 具有静音功能的双通道多路复用输出 可编程输出功率 LO 输出缓冲区 射频频率范围:24 GHz 至 24.25 GHz 功率控制检波器 辅助 8 位 ADC 高速和低速 FMCW 斜坡生成 25 位固定模数可实现亚赫兹频率分辨率 PFD 频率高达 110 MHz 归一化相位本底噪声为 −222 dBc/Hz 可编程电荷泵电流 ±5°C 温度传感器 4 线 SPI ESD 性能 HBM:2000 V CDM:250 V 符合汽车应用要求 产品详情 ADF5902 是一款 24 GHz 变送器(Tx)单片微波集成电路(MMIC),具有片内 24 GHz 压控振荡器(VCO)。VCO 具有分数 N 频率合成器,并具有波形生成功能、可编程网格阵列(PGA)和用于雷达系统的双变送器通道。片内 24 GHz VCO 为两个变送器通道和本地振荡器(LO)输出生成 24 GHz 信号。每个变送器通道包含一个功率控制电路。还有一个片内温度传感器。所有片内寄存器的控制都是通过简单的四线串行外设接口(SPI)实现的。ADF5902 采用紧凑式 32 引脚 5 mm × 5 mm LFCSP 封装。应用...
发表于 02-22 15:06 42次 阅读
ADF5902 24 GHz、ISM 频段、多频道 FMCW 雷达变送器

ADF5901 24GHz VCO + PGA + 2通道PA输出

和特点 24 GHz至24.25 GHz压控振荡器(VCO) 具有8 dBm输出的2通道24 GHz功率放大器(PA) 单端输出 具有静音功能的2通道Muxed输出 可编程输出功率 N分频器TX输出(鉴频器) 24GHz LO输出缓冲器 250MHz信号带宽 电源控制检波器 辅助8位ADC ±5°C温度传感器 4线式串行外设接口(SPI) 静电放电(ESD)性能 人体模型(HBM):2000 V 充电器件模型(CDM):250 V 通过汽车应用认证 产品详情 ADF5901是一款24 GHz Tx单片微波集成电路(MMIC),片内集成24 GHz VCO和PGA,并有两个Tx通道,适用于雷达系统。片内24 GHz VCO产生用于2个Tx通道和LO输出的24 GHz信号。每个Tx通道包含一个功率控制电路。还有一个片内温度传感器。所有片内寄存器均通过简单的4线式接口进行控制。ADF5901采用紧凑型32引脚、5 mm × 5 mm LFCSP封装。应用 汽车雷达 工业雷达 微波雷达传感器 工业传感器 精密仪器 油箱液位传感器 智能传感器 开门 节能 商用传感器:对象检测和跟踪 汽车、船舶、飞机和UAV(无人机):防撞 智能运输系统:智能交通监控和控制 监控和安全 方框图...
发表于 02-22 15:05 172次 阅读
ADF5901 24GHz VCO + PGA + 2通道PA输出

HMC6300 60 GHz毫米波发射器,57 GHz - 64 GHz

和特点 频段:57 - 64 GHz RF信号带宽:最高达1.8 GHz 针对1 dB压缩的输出功率:15 dBm 增益:5 - 35 dB 数字和模拟RF和IF增益控制 集成频率合成器 集成镜像抑制滤波器 部分外置的环路滤波器 支持外部LO 片内温度传感器 支持256-QAM调制 集成MSK调制器 通用模拟I/Q基带接口 三线式串行数字接口 符合RoHS标准的65引脚晶圆级球栅阵列封装 产品详情 HMC6300BG46是一款完整的毫米波发射器集成电路,采用符合RoHS标准的6 mm x 4 mm晶圆级球栅阵列(WLBGA)封装,工作频率范围为57 GHz至64 GHz,调制带宽高达1.8 GHz。集成式频率合成器在250、500或540 MHz步长下进行调谐,具有出色的相位噪声,支持高达64-QAM的调制。或者,可以注入外部LO,它支持用户可选LO特性或相位相干发射和接收操作以及高达256-QAM的调制。通过通用模拟基带IQ接口提供对各种调制格式的支持。发射器芯片还支持专用FSK、MSK、OOK调制格式,从而实现更低成本和功耗的串行数据链路,而无需使用高速数据转换器。差分输出向100 Ω负载提供高达15 dBm的线性输出功率。同时支持单端操作,最高12 dBm。与HMC6301BG46一起,完整的60 G...
发表于 02-22 12:05 88次 阅读
HMC6300 60 GHz毫米波发射器,57 GHz - 64 GHz