5G 通信不僅改變了我們的生活，也促進了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為工業(yè)、汽車、消費電子等行業(yè)提供了巨大的應(yīng)用想象空間和市場機遇，如創(chuàng)造人與機器人和諧共存的環(huán)境、優(yōu)質(zhì)醫(yī)療、加快安全自動駕駛汽車等。
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● 打造未來智能工廠-55G 無線網(wǎng)絡(luò)可以幫助工廠實現(xiàn)更高的可靠性，如縮短延遲時間和提高生產(chǎn)效率。在人與機器人共存的世界里，更強的連接可以改善人機交互，降低事故風(fēng)險。
● 提供高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)-通用5G 在可穿戴生物傳感器的幫助下，連接可以遠(yuǎn)程監(jiān)測患者，檢測生命體征，并將信息傳輸給基于云的診斷引擎。通過接收和分析信息，可以在異常信號發(fā)生時迅速采取行動挽救生命。
● 推動全自動駕駛汽車發(fā)展-5G 低延遲和高帶寬可以實時綜合分析和快速自動決策車輛外的信息，如交通流量模式、路上行人、其他車輛，甚至路況。因此，它可以減少汽車事故，提高交通效率。
● 以水質(zhì)監(jiān)測為例，提高自然資源產(chǎn)業(yè)信息化水平，利用5G 通信技術(shù)可以實時收集水信息，生成采樣報告和測試報告，徹底改變傳統(tǒng)水文測量、水質(zhì)采樣監(jiān)測、環(huán)境執(zhí)法巡邏等水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測監(jiān)督模式。此外，5G 該技術(shù)還將有助于提高對洪水、地震、泥石流等災(zāi)害事故的監(jiān)測感知能力。
解勇(ADI中國通信基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部戰(zhàn)略市場經(jīng)理)
隨著5G 隨著射頻前端產(chǎn)品需求的不斷增加，設(shè)備開發(fā)的技術(shù)挑戰(zhàn)可以概括為體積小、功耗低、成本低。ADI 公司提倡通過系統(tǒng)級解決方案G 例如，我們可以基于減少或消除濾波器和其他無源元素的無線電架構(gòu)耗問題的無線電架構(gòu)，以獲得優(yōu)秀的綜合性能解決方案。ADI 創(chuàng)建了一種新的通信架構(gòu)，用軟件定義無線電收發(fā)器，將復(fù)雜的信號鏈集成到芯片中。該架構(gòu)可將無線電中每個通道的尺寸降低到1/10，功耗降低50%，可用于5G 在射頻拉遠(yuǎn)單元中，系統(tǒng)需要更高性能。同時，ADI 一直致力于開發(fā)創(chuàng)新的高性能、低功耗的數(shù)字預(yù)失真（DPD）該算法集成在射頻收發(fā)器產(chǎn)品中進行改進PA 降低整個系統(tǒng)的功耗和成本。另外，為了實現(xiàn)5G 節(jié)能降耗基站，ADI 最新的集成收發(fā)器產(chǎn)品還支持芯片待機模式、關(guān)閉模式等不同的節(jié)電模式。
因此，ADI 公司基于零中頻架構(gòu)的集成CMOS 無線電收發(fā)器產(chǎn)品帶來高集成度Marvell代理同時顯著提高了整個無線電系統(tǒng)的尺寸、重量和功耗。ADI 該公司還提供各種高性能的無線電前端信號鏈RF 設(shè)備系列、精密監(jiān)控產(chǎn)品及高效電源管理電路。
另一方面，5G 基站端的無線解決方案基本上有尺寸、功耗、性能和成本維度。
對于Sub-6 GHz 的大規(guī)模MIMO 對宏基站而言，集成度和功耗要求較高，ADI 的ADRV9026/9 和ADRF5515A系列產(chǎn)品是行業(yè)領(lǐng)先的系統(tǒng)解決方案；對于小基站，ADRV9029 內(nèi)置DPD 和CFR 功能可以完美解決功耗和成本的苛刻要求；上述毫米波相控天線陣MxFE，UDC 和BF 信號鏈設(shè)備可提供超大帶寬、高集成度和高性能的混合相控陣列解決方案。
1 毫米波的新挑戰(zhàn)
5G 生態(tài)系統(tǒng)采用毫米波、大規(guī)模、大規(guī)模的技術(shù)構(gòu)建，具有更低的延遲和更快的連接MIMO 5.自適應(yīng)波束成形等新技術(shù)G 實現(xiàn)比前幾代技術(shù)更多數(shù)量設(shè)備的連接。這些應(yīng)用帶來了具有挑戰(zhàn)性的新設(shè)備需求，要求測試和測量設(shè)備在更寬的頻譜范圍內(nèi)具有兩個關(guān)鍵性能(包括28 GHz 和39 GHz 毫米波)測量性能；過去無法超越的帶寬（>1 GHz）測量信噪比較高。
一般來說，毫米波是指30-300 GHz 射頻頻段之間。高頻毫米波的主要技術(shù)特點是寬頻段，適用于各種寬頻信號處理。天線尺寸小，波束窄，方向性好，空間分辨率高。但其缺點是容易受到大氣衰減和吸收的影響，在空間傳播中容易被阻擋和吸收，實際效果不能太遠(yuǎn)。
目前，毫米波在無線通信領(lǐng)域的應(yīng)用主要考慮兩種常見場景。一個是郊區(qū)，我們稱之為固定無線接入，它可以通過空氣向家庭或辦公室提供非常寬的帶寬信號。第二個場景被稱為密集的城市，它可能不會覆蓋大面積，但它可能會穿透建筑物上的玻璃，這是一個挑戰(zhàn)。
隨著毫米波解決方案性能和成本的不斷優(yōu)化，其商業(yè)發(fā)展?jié)摿θ匀缓艽蟆：撩撞ㄕ谧?G 隨著毫米波技術(shù)的優(yōu)勢，媒體行業(yè)將迎來更多的變化，網(wǎng)絡(luò)直播和高清視頻將帶來革命性的體驗。未來，隨著技術(shù)的更新，毫米波可以提供10多個單點，因為設(shè)備小，易于部署，容量大 Gbit/s 速率能力為應(yīng)用提供了很好的傳輸能力，將加速全息通信、沉浸式等更逼真的圖像技術(shù)的產(chǎn)生VR 云游戲、網(wǎng)絡(luò)機器人等業(yè)務(wù)。
全球毫米波5G 隨著部署的加快，運營商面臨著更大的壓力，不僅要降低推廣成本，還要擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，使用更節(jié)能、更輕、更可靠的無線電產(chǎn)品。這就需要高度線性、緊湊、高效的寬帶產(chǎn)品，允許多頻段設(shè)計和重用，而不犧牲質(zhì)量和性能。無論是GaAs、GaN、SiGe 還是CMOS 在5G 毫米波有其獨特的優(yōu)勢和相關(guān)的應(yīng)用機會。ADI 高集成度、高性能5G 毫米波前端芯片組包括兩個單通道T1R) 上下變頻器(UDC)ADMV1128 和ADMV1139和兩個雙極化16 通道波束成形（BF）器件ADMV4828 和ADMV4928，采用先進CMOS 工藝。與其他解決方案相比，波束成形器提供的功率效率和線性輸出功率降低了毫米波相控陣設(shè)計的尺寸、重量、功率和成本。全頻段上下變頻器驅(qū)動電平高，不需要提供各種不同頻段的型號，并結(jié)合驅(qū)動級，節(jié)省材料成本。
2 第三代半導(dǎo)體的價值
行業(yè)努力探索各種創(chuàng)新的半導(dǎo)體材料和工藝技術(shù)，以滿足全頻譜覆蓋能力。硅鍺（SiGe）工作電壓相對較低(2) V 至3 V），但其集成優(yōu)勢非常有吸引力。GaAs 微波頻率和5 V 至7 V 多年來，功率放大器廣泛應(yīng)用于工作電壓。硅基LDMOS 技術(shù)工作電壓為28 V，它在電信領(lǐng)域已經(jīng)使用了很多年，但主要是4 GHz 以下頻率起作用，因此在寬帶應(yīng)用中應(yīng)用不廣泛。而新興GaN 技術(shù)工作電壓為28 V 至50V，碳化硅等低損耗、高熱傳導(dǎo)基板，SiC），開啟了一系列全新的可能應(yīng)用。與微波相關(guān)的半導(dǎo)體技術(shù)，ADI 毫無疑問，選擇 全面開花-無論是否全面開花GaN 還是GaAs 或者是SiGe 等半導(dǎo)體材料，ADI 推出相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品，如HMC994/998/907/797APM5E 系列GaAs 類的PA 產(chǎn)品最大的特點是可以從0開始 Hz 到30 GHz放大信號和帶寬。ADI 利用GaN 技術(shù)生產(chǎn)高度差異化的射頻和微波功率放大器ADI 產(chǎn)品可以達(dá)到更高的輸出功率水平，提高效率，擴展頻率帶寬。HMC1099PM5E 和HMC8205 就是兩個很好的例子。
3 展望6G
業(yè)界普遍將100 GHz 以上太赫茲頻段視為6G 工作頻段最有可能使用。與毫米波相比，太赫茲頻段頻率更高，通信容量更大，具有傳輸速率高、抗干擾能力強、通信探測一體化方便等特點，是電磁波譜中唯一需要開發(fā)的新頻段，頻譜資源豐富。在太赫茲頻帶大帶寬特性的幫助下，足以支持6G 超高傳輸速率和超大傳輸容量的能力。另外，未來6G 通過將衛(wèi)星通信集成到6，網(wǎng)絡(luò)將是地面無線與衛(wèi)星通信集成的天地一體化連接世界G 全球無縫覆蓋移動通信。
ADI 射頻微波產(chǎn)品提供廣泛的行業(yè)能力和深厚的系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)知識，包括面向DC 到100 GHz 完整的波束至比特產(chǎn)品系列。同時，ADI 高性能信號鏈產(chǎn)品在全球航空航天市場一直處于領(lǐng)先地位，在商用衛(wèi)星中也起著至關(guān)重要的作用。相信隨著6G 研究和推進，ADI 關(guān)鍵技術(shù)賦能者將繼續(xù)在這一領(lǐng)域發(fā)揮作用。
(本文來源《IC2022年6月，代理雜志
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