5G 始于載波網(wǎng)絡，需要載波網(wǎng)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(tǒng)、波束成形、波束控制、固定無線接入 （FWA）等新技術出現(xiàn)了。5G 網(wǎng)絡必須處理許多需要不同有源天線系統(tǒng) （AAS） 的功能，以應對增強型移動寬帶 （eMBB）、大規(guī)模機器類型通信 （mMTC） 和超可靠低延遲通信 （uRLLC） 的挑戰(zhàn)。

4G 與 5G 系統(tǒng)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(wǎng)絡將提升幾個數(shù)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(wǎng)絡將繼續(xù)與5G網(wǎng)絡同步發(fā)展，以支持更多的日常任務。

增強型移動寬帶、高效地處理數(shù)據(jù)流、固定無線接入、無線基礎設施，低延遲以及物聯(lián)網(wǎng)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(fā)中，載波現(xiàn)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(xié)調這些新創(chuàng)意并使其全球化，成為統(tǒng)一的規(guī)范。

（4G 與 5G 技術之間的主要差異）

FWA在5G時代下的五大挑戰(zhàn)

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(qū)域內(nèi)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(xiàn)5G的基礎。

FWA在5G時代中的地位越來越重要，并已經(jīng)吸引了很多廠商的注意。據(jù)GSA最新發(fā)布的全球5G網(wǎng)絡發(fā)展報告中顯示，目前全球35個國家的63家運營商已經(jīng)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，F(xiàn)WA已經(jīng)開始實施，很快就能實現(xiàn)完全商業(yè)化。但就像任何其他技術進步一樣，F(xiàn)WA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，F(xiàn)WA 系統(tǒng)還需要在有源天線系統(tǒng) （AAS） 和大規(guī)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(shù)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(chǎn)品解決方案。多家 RF 公司已經(jīng)有意支持研發(fā)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(xiàn)6 GHz以下的5G大規(guī)模MIMO

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

很明顯，要實現(xiàn)5G 所需要的20Gb/s 的數(shù)據(jù)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(zhàn)。雖然運營商和原始設備制造商 （OEM） 還在繼續(xù)努力完善毫米波技術，但在短期內(nèi)，6GHz 以下頻率將會是 5G 網(wǎng)絡技術的首選。

6GHz 以下大規(guī)模MIMO波束成形技術將會推動在大規(guī)模MIMO陣列中運用小尺寸、高性能、經(jīng)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(wǎng)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(guī)模MIMO基站應用提供諸多優(yōu)勢。

（Qorvo所提供的6GHz以下產(chǎn)品）

作為致力于發(fā)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(xié)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(guī)模MIMO網(wǎng)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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