5G 始于載波網絡，需要載波網絡為這些新一代技術提供支撐。在向5G過渡的過程中，有源天線系統、波束成形、波束控制、固定無線接入 （FWA）等新技術出現了。5G 網絡必須處理許多需要不同有源天線系統 （AAS） 的功能，以應對增強型移動寬帶 （eMBB）、大規模機器類型通信 （mMTC） 和超可靠低延遲通信 （uRLLC） 的挑戰。

4G 與 5G 系統要求對比

5G并不是4G基礎上的一次增量式改進，而是移動通信技術的下一次重大演進，其性能相比當今網絡將提升幾個數量級。5G并不會取代4G，它只是促成4G所無法完成的各種任務。4G網絡將繼續與5G網絡同步發展，以支持更多的日常任務。

增強型移動寬帶、高效地處理數據流、固定無線接入、無線基礎設施，低延遲以及物聯網等技術和應用，在5G時代備受關注。目前，5G的使用案例正處于定義階段，新的無線電接入技術正在開發中，載波現場試驗也正在進行。第三代合作伙伴計劃 （3GPP） 標準機構正在協調這些新創意并使其全球化，成為統一的規范。

（4G 與 5G 技術之間的主要差異）

FWA在5G時代下的五大挑戰

5G 最早的用途之一會是固定無線接入 （FWA）。FWA主要是為固定位置的用戶或僅在小范圍區域內移動的用戶提供無線通信接入服務的方式，也是在毫米波頻段中實現5G的基礎。

FWA在5G時代中的地位越來越重要，并已經吸引了很多廠商的注意。據GSA最新發布的全球5G網絡發展報告中顯示，目前全球35個國家的63家運營商已經推出了一項或多項支持3GPP標準的5G服務，其中就包括了34個FWA服務。由此可以看出，FWA已經開始實施，很快就能實現完全商業化。但就像任何其他技術進步一樣，FWA也帶來了新的設計難題，讓人們需要做出新的技術決策。

第一個要做出的決策是FWA使用毫米波還是6 GHz以下頻率。其次，FWA 系統還需要在有源天線系統 （AAS） 和大規模 MIMO （多路輸入/多路輸出）中做出選擇，以便提供千兆級服務。第三個考慮因素是采用什么類型的波束成形——全數字還是混合型。第四是要在PA技術中做出選擇——采用SiGe 還是GaN。最后一個考慮因素是選擇實際應用中正在使用的產品解決方案。多家 RF 公司已經有意支持研發6 GHz以下和厘米波/毫米波FWA 基礎設施。

對此，Qorvo認為混合波束成形是目前最佳的解決方法。此外，GaN與SiGe核心波束成形可以滿足75dBm的 FCC EIRP目標和100MHz 的基站目標。這種方法還可以最大限度地降低成本、復雜度、尺寸和功耗。

如何實現6 GHz以下的5G大規模MIMO

每一代無線技術都利用天線技術的進步來提高網絡速度。3G 使用單用戶 MIMO，后者利用多個同步數據流將數據從基站傳輸 給單個用戶。4G 系統中主要采用多用戶 MIMO 技術，它為不同的用戶分配不同的數據流，提供遠優于 3G 的容量和性能。5G 將引入大規模 MIMO，進一步提高容量，并提供高達 20Gb/s 的數據速率。

很明顯，要實現5G 所需要的20Gb/s 的數據速率目標，就需要使用毫米波 （mmWave） 頻譜。然而，在真正將毫米波用于移動通信之前，必須先解決幾個關鍵挑戰。雖然運營商和原始設備制造商 （OEM） 還在繼續努力完善毫米波技術，但在短期內，6GHz 以下頻率將會是 5G 網絡技術的首選。

6GHz 以下大規模MIMO波束成形技術將會推動在大規模MIMO陣列中運用小尺寸、高性能、經濟高效的功率放大器（PA） 的需求。此外，因為 5G 調制機制日漸復雜（例如 256 QAM），這就需要無線基礎設施PA在深度功率輸出回退條件（高達或超過 8dB）下要十分高效，才能達到所需的線性度。

在這當中氮化鎵技術就起到了非常重要的作用。高輸出功率、線性度和功耗要求正促使基站和網絡OEM從使用PA LDMOS技術轉向氮化鎵技術。GaN可為6GHz以下5G大規模MIMO基站應用提供諸多優勢。

（Qorvo所提供的6GHz以下產品）

作為致力于發展射頻技術的一員，Qorvo在5G領域也進行了多年的投入。去年2月，Qorvo 曾宣布，自2018 年 1 月以來，Qorvo已提供了超過1億件5G無線基礎設施元器件。此外，Qorvo的氮化鎵 （GaN） 技術也成為了5G時代的新寵兒。在其2020Q3財季財報會議上還消息顯示，為滿足5G高頻率需求，Qorvo也正在協助基站制造商向氮化鎵（GaN）功率放大器轉變，積極部署宏基站和大規模MIMO網絡，助推全球5G基礎設施部署。同時，公司預計未來功率放大器的大半市場將轉向氮化鎵（GaN），并且這一趨勢也會加速推進。

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