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关于5G通信的射频功放技术分析

2020年03月15日 10:29 次阅读

5G作为新一代移动通信技术,相比4G具有更高速率、更短时延和更大连接等技术特性。移动通信技术在快速发展和变革也推进着移动通信质量的提高,5G在大幅提升移动互联网业务能力的基础上,进一步拓展到物联网领域,服务对象从人与人通信拓展到人与物、物与物通信,将开启万物互联的新时代。5G移动通信技术中的关键技术主要在模拟技术方面,具体说来,就是同频全双工通信技术以及毫米波频段技术,其中射频功放技术显得尤为重要,整个射频系统的性能水平的提升对适应 5G 发展、提高用户5G终端体验等都有十分重大的意义。

射频集成电路产业作为信息技术产业的核心,在维护国家安全和提升市场经济等方面发挥着重大的作用。虽然现在数字化提得比较多,但是可以肯定的是,5G的优势需要靠着模拟端的射频、功放、ADC设计等方面来实现最大化。功率放大器(PA)作为集成电路产业中不可或缺的一部分,一方面体现在它是射频模组前端必不可少的模 块,连接射频天线和收发芯片;另一方面是它的性能决定着移动通信系统的性能,包括移动通信终端支持的通信模式、天线接收信号的强弱等。相对于4G采用的网络扁平化架构,5G将采用新型网络架构技术—C-RNA架构,该架构采用分布式远程射频单元(RRU)和集中式基带单元( BBU) 实现多点传输、接收技术,光纤传输网络把无线信号传送到偏远的地方,覆盖上百个基站,这要求射频模组前端的PA对于在长距离下传送的信号也能保持高效率和线性度。

要保证一个良好的适合5G的射频环境单靠以前的很多技术是达不到的,在目前普遍应用的4G通信技术中,各类通信设备所占用的频谱带宽是十分拥挤的,容易出现数据堵塞的问题,也就是说目前的技术无法满足5G通信技术的要求。根据无线通信传输的最大信号的带宽与载波频率成正相关的原理,5G若采用毫米波频段能改善目前4G频谱资源相对紧缺的现状,而且频谱带宽将轻松比4G宽10倍以上,甚至可到20倍,这也是为什么目前随着5G技术的逐渐商用使得毫米波被提及越来越多的原因。通过毫米波技术可以向同频全双工通信技术所挖锯的巨大的频率资源来向无线通信网络进行快速传输和提供,满足5G 移动通信技术对于无线通信技术中传输速率和效率的要求。毫米波还有另外几个优点:天线小、紧凑和设备轻,包括基站的天线尺寸将越来越小,甚至做到毫米量级,未来可以把基站设置在各种不起眼的角落,这样覆盖范围也就更加大了。

5G通信技术具有较高的性能、更为安全的性能以及较低的传输延时、较快的传输速度等优势。但是在5G 移动通信技术发挥其功能和先进性的同时,要注意射频功放技术是其核心技术,PA作为移动通信终端耗能最大的部件,它的性能提升对于提高移动设备电池的续航时间和增进用户的数据体验服务都有着十分重要的意义。同时5G与其中所应用的大规模MIMO 技术、同频全双工通信技术、毫米波频段技术以及终端直通技术和高密网络技术等分不开,尤其毫米波频段技术更是对巨大频率资源的挖掘和利用,并且对提高5G 移动通信技术水平发挥着重要作用。

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