面向5G通信的射頻功放

5G作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，相比4G具有更高速率、更短時(shí)延和更大連接等技術(shù)特性。移動(dòng)通信技術(shù)在快速發(fā)展和變革也推進(jìn)著移動(dòng)通信質(zhì)量的提高，5G在大幅提升移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，服務(wù)對(duì)象從人與人通信拓展到人與物、物與物通信，將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)的新時(shí)代。5G移動(dòng)通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)主要在模擬技術(shù)方面，具體說(shuō)來(lái)，就是同頻全雙工通信技術(shù)以及毫米波頻段技術(shù)，其中射頻功放技術(shù)顯得尤為重要，整個(gè)射頻系統(tǒng)的性能水平的提升對(duì)適應(yīng) 5G 發(fā)展、提高用戶5G終端體驗(yàn)等都有十分重大的意義。

射頻集成電路產(chǎn)業(yè)作為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,在維護(hù)國(guó)家安全和提升市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)揮著重大的作用。雖然現(xiàn)在數(shù)字化提得比較多，但是可以肯定的是，5G的優(yōu)勢(shì)需要靠著模擬端的射頻、功放、ADC設(shè)計(jì)等方面來(lái)實(shí)現(xiàn)最大化。功率放大器(PA)作為集成電路產(chǎn)業(yè)中不可或缺的一部分，一方面體現(xiàn)在它是射頻模組前端必不可少的模 塊，連接射頻天線和收發(fā)芯片；另一方面是它的性能決定著移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能,包括移動(dòng)通信終端支持的通信模式、天線接收信號(hào)的強(qiáng)弱等。相對(duì)于4G采用的網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu),5G將采用新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)—C-RNA架構(gòu)，該架構(gòu)采用分布式遠(yuǎn)程射頻單元(RRU)和集中式基帶單元( BBU) 實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)傳輸、接收技術(shù)，光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)把無(wú)線信號(hào)傳送到偏遠(yuǎn)的地方,覆蓋上百個(gè)基站,這要求射頻模組前端的PA對(duì)于在長(zhǎng)距離下傳送的信號(hào)也能保持高效率和線性度。

要保證一個(gè)良好的適合5G的射頻環(huán)境單靠以前的很多技術(shù)是達(dá)不到的，在目前普遍應(yīng)用的4G通信技術(shù)中，各類通信設(shè)備所占用的頻譜帶寬是十分擁擠的，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)堵塞的問(wèn)題，也就是說(shuō)目前的技術(shù)無(wú)法滿足5G通信技術(shù)的要求。根據(jù)無(wú)線通信傳輸?shù)淖畲笮盘?hào)的帶寬與載波頻率成正相關(guān)的原理,5G若采用毫米波頻段能改善目前4G頻譜資源相對(duì)緊缺的現(xiàn)狀,而且頻譜帶寬將輕松比4G寬10倍以上,甚至可到20倍，這也是為什么目前隨著5G技術(shù)的逐漸商用使得毫米波被提及越來(lái)越多的原因。通過(guò)毫米波技術(shù)可以向同頻全雙工通信技術(shù)所挖鋸的巨大的頻率資源來(lái)向無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速傳輸和提供，滿足5G 移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)于無(wú)線通信技術(shù)中傳輸速率和效率的要求。毫米波還有另外幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：天線小、緊湊和設(shè)備輕，包括基站的天線尺寸將越來(lái)越小,甚至做到毫米量級(jí),未來(lái)可以把基站設(shè)置在各種不起眼的角落，這樣覆蓋范圍也就更加大了。

5G通信技術(shù)具有較高的性能、更為安全的性能以及較低的傳輸延時(shí)、較快的傳輸速度等優(yōu)勢(shì)。但是在5G 移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)揮其功能和先進(jìn)性的同時(shí)，要注意射頻功放技術(shù)是其核心技術(shù)，PA作為移動(dòng)通信終端耗能最大的部件，它的性能提升對(duì)于提高移動(dòng)設(shè)備電池的續(xù)航時(shí)間和增進(jìn)用戶的數(shù)據(jù)體驗(yàn)服務(wù)都有著十分重要的意義。同時(shí)5G與其中所應(yīng)用的大規(guī)模MIMO 技術(shù)、同頻全雙工通信技術(shù)、毫米波頻段技術(shù)以及終端直通技術(shù)和高密網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等分不開(kāi)，尤其毫米波頻段技術(shù)更是對(duì)巨大頻率資源的挖掘和利用，并且對(duì)提高5G 移動(dòng)通信技術(shù)水平發(fā)揮著重要作用。