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TechnicalFeature 技术特写

耗。
• GaN PA的高功率密度使其可以采用
小尺寸，因而减少了PCB空间需求。
• 在Doherty PA配置中使用GaN技
术，就可以使用四边扁平无引脚
（QFN）塑料封装，而不是价格高
昂的陶瓷封装。
• GaN在高频率和宽带宽条件下具备高
效率，这意味着大规模MIMO系统可
以更加紧凑。GaN在更高工作温度下
能够可靠运行，因而可以使用尺寸更
小的散热器；实现更紧凑的尺寸。

实现6GHz以下RFFE设计目标
构建RF前端（RFFE）以支持这些
新的6GHz以下5G应用将是一项挑战。
RFFE对系统的功率输出、选择性和功耗
都至关重要。设计复杂性和更高的频率
范围也带来RFFE集成、缩小尺寸、降
低功耗、高输出功率、更宽的带宽、改
进的线性度以及提高接收器灵敏度等需
求。此外，收发器、RFFE和天线之间也
有更严格的耦合要求。
图3：5G毫米波和6GHz以下频段的覆盖率和容量都存在显著差异。
6GHz以下5G系统RFFE需要达成一
传输和接收数据流的选择性，并增强消 模MIMO波束赋形技术将会推动在大规 些目标，而GaN PA有助于达成这些目
除干扰的能力。 模MIMO阵列中运用小尺寸、高性能、 标，具体包括：
大规模MIMO提供多项优势，包括： 经济高效的功率放大器（PA）的需求。 • 更高频率和更高带宽：5G使用的频
• 防止在不必要的方向传播，减少干扰 此外，因为5G调制机制日渐复杂（例如 率比4G更高，并且需要更宽的载波
• 减少延迟，获得更快的速度和更高 256-QAM），无线基础设施PA在深度功 带宽（高达100MHz）。在这些频
的可靠性 率输出回退条件（高达或超过8dB）下 率下，碳化硅基氮化镓（GaN-on-
• 减少衰减和下降，提高信噪比(SNR) 需要非常高效，以达到所需的线性度。 SiC）Doherty PA能够实现比LDMOS
• 提高频谱效率和可靠性 更宽的带宽和更高的功率附加效率
• 更高能源效率 利用GaN实现6GHz以下5G大规模 （PAE）。GaN设备具备更高效率、
MIMO 更高输出阻抗和更低的寄生电容，
5G大规模MIMO和6GHz以下部署 高输出功率、线性度和功耗要求 因此更容易实现宽带匹配并扩展到
很明显，要实现5G 20Gb/s的数据 正促使基站和网络OEM从使用LDMOS 更高的输出功率。 下转第62页
速率目标，就需要使用毫米波频谱。然 技术转向氮化镓技术
而，在真正将毫米波用于移动通信之 （GaN）。GaN为6GHz
前，必须先解决几个关键挑战。 以下5G大规模MIMO基
虽然运营商和原始设备制造商还 站应用提供诸多优势：
在继续努力完善毫米波技术，但在短期 • GaN技术在3.5GHz及 收发器
内，6GHz以下频率将会是5G网络技术 以上频率应用中表现
的首选。6GHz以下频率既适用于农村， 出色，LDMOS在这
也适合城市，因为该技术支持远距离高 些高频率下则面临挑
速数据传输（图3）。运营商最初打算 战。
在3,300至4,200MHz和4,400至5,000MHz • GaN具有高击穿电 加载
频率范围内部署5G，该频率支持最高 压、高电流密度、高 加载
100MHz的信道带宽。 转换频率、低通态电
6GHz以下的大规模MIMO通过在 阻和低寄生电容。这
基站使用大量天线来解决干扰问题，使 些特性可转化为高输
基站能够为城市地区的大量用户提供服 出功率、宽带宽和高 收发器
务。大规模MIMO还可以提高峰值、平 效率。
均和边缘吞吐量，通过在用户覆盖范围 • Doherty PA配置中采
和容量之间实现最佳平衡来最大限度提 用GaN在输出功率为
高成本效率。 100W时，平均效率
如果没有系统设计方面的挑战，就 在50%到60%之间，
不会出现这些技术进步。6GHz以下大规 大 大 降 低 了 发 射 功 图4：这种6GHz以下大规模MIMO RFFE含有一个Doherty PA。

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