不斷精進的架構
RRU單元作為無線通信的最后一環、最關鍵設備,猶如空中的一座橋,保證了信息的精準、實時送達。雖然射頻前端只是5G基站中的管道,真正的大腦是ASIC/FPGA等處理器,但如果沒有健康的管道為大腦輸送養分和數據,人體就無法執行正常的活動。RRU的射頻信號處理與調制就如人體內的血管和神經一樣復雜,射頻前端是RRU中極具挑戰、又至關重要的領域。
高集成度給用戶帶來的改變是巨大的,隨著通道數不斷增加,吞吐量增加,但RRU整體模塊尺寸卻僅有小幅增加。
以TI的AFE7920為例,是4T4R2F(4發4收2反饋路徑)射頻直采架構雙頻段收發器,發射鏈路主要由最高采樣速率為12GSPS的RFDAC組成,支持第一/第二Nyquist模式,接收和反饋鏈路主要由最高采樣速率3GSPS的RFADC組成;收發鏈路支持獨立DSA增益控制,8對29.5 GSPS Serdes與主機互聯,集成低頻輸入的在板高頻時鐘。該產品相對于上一代產品,功耗降低了30%。
美好的數字射頻直采
TI在模擬/數字混合射頻信號領域具有多年積累,AFE7920正是基于TI的豐富經驗所開發出的數字射頻直采芯片,相較于純模擬集成具有諸多優勢。
首先,通常運營商在sub 6GHz頻段有最高400MHz的瞬時帶寬要求,在毫米波頻段有至少400MHz/800MHz的瞬時帶寬要求。TI的收發器可支持到最寬800MHz帶寬,滿足全部Sub 6GHz及部分毫米波的應用需求。
其次,全場景支持使平臺歸一化成為可能。5G基站的形態相對于4G更加豐富,包括宏站、小站、Massive MIMO等。同一顆芯片可以支持不同的基站形態,從而使客戶降低開發成本,更快地在市場上推出產品。
此外,數字射頻直采技術無需鏡像和本振校準,簡化了整個系統的開發,同時提供芯片自檢報警機制,及天線校準、綠色節能等系統功能的靈活設定。
Wenjing強調,對于Massive MIMO和波束成形等技術而言,雖然重要的都是算法,射頻直采技術只是為算法提供硬件實現。但如果沒有高集成及通道間高度協同的芯片,Massive MIMO等新一代天線技術只會是紙上談兵。
5G看中國,射頻直采收發信機看TI
據悉,2017年中國第一代4G的MIMO基站就采用了TI的4T4R射頻直采芯片,而中國第一代5G基站也采用了TI的射頻信號鏈解決方案。值得一提的是,這一系列產品需求,很多都是來自中國客戶,Wenjing參與并主導了產品定義。這也是TI與其競爭對手的不同之處,即5G產品定義的重心放在中國,更貼近中國客戶的需求,這也是TI深耕中國35年的體現之一。
TI在中國5G基站建設中發揮了極其重要的作用,跨越2G/3G/4G/5G網絡,囊括宏站、Massive MIMO、小站等多種站型。而且TI還在不斷改進產品,支持更多的通道,更大的帶寬和更低的功耗,以滿足客戶不斷更新的需求。TI 最新發布的AFE8092 8T8R射頻直采多頻段收發信機在AFE7920的基礎上進一步的通過架構革新,在集成度提高的同時,再次實現了同等場景下功耗的30%下降。相比于4T4R的產品,可以更好地滿足Massive MIMO所需。
為了應對復雜的5G通信架構,有源天線系統的演進速度遠超以往。包括需要減小信號鏈大小,降低復雜性,同時提供寬帶寬和多個頻率;可在高環境溫度下工作的高密度電源管理;以及通過基于分組的前傳接口實現網絡同步。TI除了高集成的模擬前端之外,還提供包括電源、時鐘、MCU、放大器、接口等,從而實現全系統解決方案。
不久前,工業和信息化部網站上公布了《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》并正式征求意見,目標到2023年,我國5G應用發展水平顯著提升,綜合實力持續增強;5G個人用戶普及率超過40%,用戶數超過5.6億;5G網絡接入流量占比超50%,5G網絡使用效率明顯提高;5G物聯網終端用戶數年均增長率超200%。
審核編輯 黃宇
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