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真正的混合信号ASIC,可用模拟技术实现波束成形

上网日期: 2016年04月13日 ?? 作者: Junko Yoshida ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:波束成形? 模拟技术? 混合信号ASIC?

美国加州新创企业Blue Danube Systems掌握有一种独特的3D波束成形技术,该公司在今年的世界移动大会(MWC)上展示先进的高分辨率(HD)天线系统,据称能够将典型基站的平均LTE频谱效率提高10倍。

Blue Danube Systems首席执行官Mark Pinto表示,对于每一家移动网络营运商来说,“容量都是个关键问题”。为了解决Pinto称之为“频谱饥饿”(spectrum starvation)的问题,移动产业已经进行无数次5G试验了,并正致力于实施LTE载波聚合(CA)计划,同时也已经取得了不少的进展。

Blue Danube Systems首席执行官Mark Pinto《电子工程专辑》
Blue Danube Systems首席执行官Mark Pinto

然而,移动产业还需要更有效率且大幅地增加基站容量,他解释道,其方式是将频谱及时分配给最需要之处。

从 历史上看,建造新的发射塔、增加更多的频谱以及设置小型蜂窝基站,都是网络服务供应商的几种选择。然而,Pinto指出,小型蜂窝基站普及速度并 没有一开始想象的那样快,主要原因与安装位置和布线有关。他补充说,“在处理小型蜂窝基站之间的干扰时也存在问题。”当然,建造新的发射塔费用也不便 宜。

5G被认为是解决容量问题的有效途径,“但5G的标准化还需要一段时间,”Pinto表示,“基于我们专有的VLSI设 计,已经在这方面取得了真正的突破。”Blue Danube Systems相信,该公司提供的波束成形解决方案能以“商业上可行的成本”与LTE轻易地进行整合。

图1:整合LTE的5G波束成形解决方案《电子工程专辑》
图1:整合LTE的5G波束成形解决方案
Source:Blue Danube Systems

波束成形本身并不是什么新的技术。这种技术经常在传感器数组中用于指向性信号的传送或接收,而在军用雷达中也很常见。5G技术委员会也正讨论将大规模天线用于波束成形的可行性。现有的实现方法和新的建议都倾向于利用“完全数字的途径”,但这种方法需要用十分复杂的算法,Pinto解释道。

相反地,Blue Danube设计出真正的混合信号ASIC,使用模拟技术实现波束成形。该公司表示,其HD天线系统“不需要使用‘实时通道估计’或DSP来形成波束。”

安排在每个天线数组之后的无线电设备透过调节辐射信号来形成波束。Pinto解释,由于每个发射机和接收机都在GHz速度时协调作业,Blue Danube的HD天线系统能够快速进行光栅并扫描整个区域,准确地在所有流量来源处形成波束。

该 系统的设计在于形成高精度的3D波束,使用了大量的数组单元,并布署低成本的射频(RF)组件。例如,假设在单个盒子里有100个单元。Blue Danube的混合信号ASIC可以使这些单元全部保持同步与校准。同时,根据该新创企业指出,系统的“优化算法能够适应组件的漂移,并提供数组弹性。”

图2:传统系统与HDAAS系统比较《电子工程专辑》
图2:传统系统与HDAAS系统比较
Source:Blue Danube Systems

Blue Danube的解决方案透过集中用户所在区域的讯号来提升信号质量,同时将频率重复使用于波束不重迭之处。据该公司表示,发射机和接收机的波束可提升高达10倍的容量。

Blue Danube的系统真正关键之处在于让移动营运商在无需大幅改变当今4G/LTE基础设施的条件下增加容量。Pinto强调:“我们的技术具有革命性进展,但可让营运商易于整合并升级其系统。”

更具体来看,Blue Danube的HD天线系统可以使用传统的安装技术,快速地安装在现有的天线位置,而且还完全兼容于LTE 3GPP Release 8及以上版本,Pinto指出。

目前,多家服务供应商和设备供应商的首席技术官都已经知道Blue Danube了。Pinto表示,一些设备供应商甚至希望Blue Danube能在5G大规模MIMO设计方面与其合作,或为其提供Blue Danube自家混合信号ASIC。

Pinto曾任Applied Material执行副总裁,也曾经是贝尔实验室研究员。他表示成为一家芯片供应商并不完全在公司的计划之中。该新创企业希望销售系统──最初的销售目标就是现有的4G/LTE市场。

那么Blue Danube的系统最快何时可被网络设备供应商采纳呢?Pinto表示有些公司在使用新机型时遇到困难,在此情况下,由Blue Danube提供的无线电部份将从其所销售的网络设备剩余部份分离出来。“它们就是这样用于使其封装在一起。”

Blue Danube的下一步是网络试验。Pinto透露,“我们已经进行多次模拟了,但尚未展开现场的网络试验。我们准备在2016年上半年开始网络试验。”

图3:使用移动+固定业务用户的下行链路模拟《电子工程专辑》
图3:使用移动+固定业务用户的下行链路模拟
Source:Blue Danube Systems

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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