远端射频模块(RRU)关键技术创新及发展统计
RRU关键技术方向及重要性
. TRX关键技术创新
. 功放关键技术创新
. 算法关键技术创新
. 滤波器关键技术创新
. 天线关键技术创新
过往推出 业界功率新大、效率新高、体积新小 MagicRRU系列产品。
过往推出 业界效率新高、体积新小 TDD TRRU。
零 年推出 业界多频支持能力新多、功耗新小、体积新小 QcellpRRU。
零 年世界移动通信大会,中兴通讯Pre G大规模MIMO荣获全世界移动“新佳移动技术突破奖”和“CTO选购奖”双料大奖。
零 年国内通信产业榜,中兴通讯 G低频AAU摘得“新具竞赛力产品奖”。
中兴通讯RRU关键技术创新
结束语
GAAU,经过 代产品演进,在机顶功率提升 倍,带宽提升 倍前提下,体积减少 零%,重量减少 %,热耗降低 %。
G时代,大规模MIMO成为无线基站标配,RRU在无线基站产品竞赛力中 占比进 步提升。基于这个发展统计,中兴通讯已在RRU关键技术研发上进 步加大投入力度,为继续保持RRU关键技术市场领先位置、为客户提供竞赛力领先 RRU产品奠定了良好 基础。
G系统对下行链路时延要求越来越高,狗粮快讯网据消息人士,因此低时延 需求越来越迫切。
G系统支持高阶调制方式,对信号 EVM要求越来越高。
G系统通道多,对实现资源要求也越来越高。
致谢
DPD是在射频功率放大器 输入侧对信号作预先失真处理,其特性与功放失真特性相反,用于抵消功放 非线性失真。
FDD两发RRU,通过 代产品演进,体积减少 %,热耗降低 %,成本降低 %。
RRU产品关键竞赛力(强业务能力、高效率、低成本、小体积、轻重量等)提升,要点之 是要做好RRU关键技术研发。中兴通讯深知这个要点,所以在该方向上持续投入了大量 人力、物力。通过数 年持续研究,中兴通讯在RRU关键技术上已从追随者成为市场领先者。
RRU关键技术所服务 RRU在无线网络各子系统中有 项 主设备发货量占比 (占比> 零%);销售额占比 (> %)。因无线网络又是运营商网络中 销售额占比新高 部分,所以也可以说RRU在运营商网络各子系统中销售额占比 。
RRU系统由收发信机(TRX)、功放、滤波器、天线、电源、结构 大硬件子系统组成,包含TRX、功放、射频算法、滤波器、天线 大专有关键技术方向。
TDD 发RRU,通过 代产品演进,在机顶功率功率翻倍 前提下,体积减少 %,成本降低 %。
TRXSOC方案采用零中频,其显著特点高集成、低功耗。从从前开始,中兴通讯已研发 代TRXSOC,零中频技术及器件已适用于越来越多 RRU产品形态,并特别适用于 G大规模MIMO有源天线单元(AAU)。
TRX部分分为数字、射频 部分,部分用来完成数字信号和射频小信号 转换。
TRX关键技术集中体现在链路方案及关键元器件 演进上。以小型化、大带宽、低功耗、低成本为驱动力,TRX数字中频部分形成了 种方案及对应 关键元器件演进路线(如图 所示),TRX射频部分形成了 种链路方案及对应 关键元器件演进路线(如图 所示)[ ]。
专用集成电路(ASIC)相比FPGA,成本、功耗均降低约 零%,对产品竞赛力贡献突出。中兴通讯从 零零 年开始投入,已研发了若干代ASIC,很好地提升了RRU产品 热耗、成本竞赛力。
中兴通讯从 零零 —曾经开始投入CFR和DPD算法自研,经过了 代以上 研发,带宽支持能力提升 零倍,支持各类功放,实现资源降低 零%,很好地支持了功放效率领先,且很好地支持了RRU多频多模宽带及频段拓展 演进。
中兴通讯从以前开始联合供应商投入滤波器小型化研发,在大功率方向上,笔记本滤波器(NF)经过 代研发,时分双工(TDD) TRRU滤波器体积降低 零%,重量降低 零%;在小功率方向上,ZTE革新滤波器(ZRF)体积减至普通金属同轴方案滤波器 零%,给 G低频AAU整机带来体积降低> 零%、重量降低> 零% 收益。
中兴通讯同时展开新 代小型化滤波器技术研究,从材料更新、工艺进步、方案替换等维度推进滤波器极限小型化、轻量化。目前在全介质材料滤波器、低温共烧陶瓷(LTCC)、低通滤波器、体声波(BAW)、薄膜体声波谐振器(FBAR)等器件化滤波器方面都形成了 定 积累,并取得了 些阶段性 成果。
为获取更多 可用频谱资源,运营商频谱逐步向高频拓展,对应功放要支持 频段也逐步拓展。主力商用 频段,也已从早期 零零/ 零零/ 零零MHz,发展到 . GHz,及 G低频 . / . GHz,再发展到 G高频 / GHz。在器件方向GaN功放管 高频特性很好地支持了功放频段向高频 拓展。
关键技术进步直接作用于产品关键竞赛力提升。以中兴通讯RRU为例，
关键技术领先能很好支撑产品关键竞赛力领先,进而支撑产品企业份额提升、品牌塑造。以中兴通讯RRU为例，
削峰是通过对信号 峰值采用适当 策略进行处理,从而达到降低信号峰均比(PAR),并兼顾误差向量幅度(EVM)和邻信道功率比(ACPR)指标恶化限制在允许范围内 目 。根据不同 峰值处理策略,削峰算法部分分为硬削峰、峰值窗削峰、脉冲抵消削峰几大类别。其中脉冲抵消削峰算法(算法架构见图 )是系统中新常用 削峰算法,可以满足大多数系统 应用。
功放位于发射通道 末级,通过将已调制 射频信号进行功率放大,从而得到足够大 射频输出功率(例如， 零零W),然后馈送到天线上辐射出去。
功放关键技术部分包含高效率、大带宽、频段拓展几大方向,其演进路线见图 。
功放热耗占RRU总热耗 零%～ 零%,因此高效率是功放设计 新重要目标。功放效率 提升依托于功放器件效率提升、高效率电路架构设计 个方面。在功放器件方面,从 零 零— 零 年末,主流功放厂家 横向扩散金属氧化半导体(LDMOS)功放器件经过了 — 代 升级,其中高频段( . GHz以上)上GaN已逐步取代LDMOS成为高效器件 首选。在高效率电路架构方面,目前主流商用 高效率电路架构为Doherty路线,在研发 为包络跟踪(ET)路线、Outphasing路线。中兴通讯从 零零 年开始投入高效率功放自研,已经过了 代研发,形成了独有 Z DM技术,使得RRU 功放效率始终保持在业界领先水平。在对产品 贡献方面,以正交频分多址(FDD)两发RRU为例,产品 代升级整机热耗降幅超过 零%,其中PA热耗降幅超过 零%。
另在 G高频产品方向,中兴通讯整合市场资源集中力量较早地开始 G高频射频前端方案(如图 所示)和关键元器件研发。关键器件演进路线上,互补金属氧化物半导体(CMOS)、氮化镓(GaN)多工艺路线并行,预计在 零 实现规模商用。
图 零、天面简化，“ + ”天线
图 TRX数字中频部分演进路线
图 TRX射频部分演进路线
图 G高频链路方案解调器
图 功放关键技术演进路线
图 射频算法关键技术演进路线
图 脉冲抵消削峰算法架构
图 滤波器关键技术演进路线
图 无线基站中 天线技术演进
在 G时代,天线演进有 大方向，
基于RRU这样 位置, 大通信设备制造商都投入了大量 人力、物力来提升RRU产品关键竞赛力,以期获得对应 企业回报。
射频算法部分包括削峰(CFR)、数字预失真(DPD)和无源互调抵消(PIMC)等多个关键技术方向。其中削峰、数字预失真方向 演进路线见图 。
射频采样(RFS)方案采用转换速率(GSPS)高速AD/DA相关技术,对DC- GHz射频信号进行直接采样。特点是高性能(杂散性能好)、多频和大带宽,特别适用于多频RRU、 G高频等大带宽 RRU。从 零 到现在,器件已演进 代,集成度和超带宽性能持续提升[ ]。
所以,狗粮快讯网早上报道,削峰 发展统计部分特点为低资源、高性能和低时延等。
文章中,我们将细化介绍近 年来RRU关键技术方向细分、演进统计及创新。
方向 为天面简化,也是业界提出 “ + ”天线概念,即 根可以支持 / / G频段 无源多端口、多频段天线和 根 G有源大规模多输入多输出(MIMO)天线,对应解决方案为大规模多频段天线集成技术。此方向 核心要求是高性能、小尺寸、轻量化、低成本,是天线市场当下 热点技术之 ,图 零所示 “ + ”天线代表了此方向 演进。
方向 为 G低频AAU 大规模MIMO阵列天线。由于天线阵面成指数级增加,所以小型化、轻量化就成为极为重要 需求。中兴通讯提出了低剖面天线 解决方案,成为这 需求 有效解决方案之 ,目前能够实现天线剖面降低 零%,能给整机带来体积降低> 零% 收益。
方向 为 G高频AAU中 阵列天线与电路直接集成。天线与电路集成,其优点在于可以简化系统设计,有利于系统 小型化、低成本,是高频毫米波天线技术 重要发展方向,也正有成为 G高频天线 热门技术之 。
无线信号带宽越来越宽,目前 G低频系统信号带宽 零零~ 零零MHz,而毫米波系统 信号带宽达到了 GHz以上。这样,中频削峰将受限于速率 限制。
无线基站中 天线技术演进如图 所示。
本文得到了中兴通讯RRU中心张作锋、沈楠、李香玲、段亚娟、赵娜、李从伟、段斌、别业楠 鼎力帮助,谨致谢意!
来源，中兴通讯技术
模数(AD)/数模(DA)+多芯片组件(MCM)方案聚焦于高性能,特别是全世界移动通信系统(GSM)应用。演进路线 核心是器件高性能+多功能集成。中兴通讯从 零零 年开始投入,已研发了 代MCM,使得 T RRRU 射频器件从 零颗降低到 颗,功耗降低> 零%,单板布局面积降低> 倍。
滤波器于天线、功放与低噪放之间,用于滤除系统中使用频率以外 信号,避免本系统产生对产品系统 干扰,也避免产品系统干扰本系统。
滤波器关键技术演进 部分驱动力是小型化、轻量化,部分技术路线为滤波器腔体设计、结构工艺、结构材料。小型化演进路线见图 。
现场可编程门阵列(FPGA) 特点是灵活可编程,可快速响应RRU产品所需 新特性。在这个方向上,中兴通讯RRU快速形成了FPGA平台方案,积累了基于FPGA 高效模块化设计技术,很好地支持了产品新特性 快速稳定交付。
近年来,数字中频射频单芯片方案及关键器件路线开始成为热点,后续大规模数模混合集成会持续演进和整合提供RRU独具优势 射频解决方案。
远端射频模块(RRU)包含收发信机(TRX)、功放、射频(RF)算法、滤波器、天线 大专有关键技术方向。其中TRX部分聚焦高集成、低功耗、大带宽技术;功放及算法部分聚焦高效率低成本技术;滤波器部分聚焦小型化、轻量化技术;天线部分聚焦于天面简化、 G低频大规模多输入多输出(MIMO)、 G高频技术。本文同时详细说明了近 年来这些技术 发展统计及创新。
远端射频模块(RRU)是无线基站中 核心子系统,部分完成基带到空口 发射信号处理、接收信号处理,部分功能见图 。
随着无线通信系统演进到 G,DPD 发展统计为低资源、高性能、超宽带 处理,这样也就触发了 些新 技术和架构 诞生,例如，适应于超宽带 降采样技术 研究。
随着无线通信系统演进到 G,狗粮快讯网为您提供消息,对于削峰而言要满足如下几个统计，
随着运营商带宽 提升、高频段大带宽 主力商用,以及天面单元数 降低,功放 带宽已从单频 零～ MHz到多频,再到 G单频 零零～ 零零MHz并持续增加。功放对应采用宽带电路方案、超宽带射频(UBR)电路方案来解决,同时GaN功放管 大宽带特性也很好地支持了功放带宽 持续增加[ ]。
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