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RF前端支持实现紧凑型5G大规模MIMO网络无线电

在4G LTE蜂窝基站后期部署中 ， 普遍采用大规模多路输入、多路输出 (MIMO) 无线电技术 ， 特别是在密集的城市地区 ， 小型蜂窝有效地填补了蜂窝覆盖的空白 ， 同时提高了数据服务速度 。此架构的成功清楚印证了其价值 。因为这种架构本身具备所需的频谱效率和传输可靠性 ， 它将成为新兴的5G网络无线电的首选架构 。让5G变成现实的挑战在于 ， 设计人员必须大幅增加同时在多个频段运行的收发器通道的数量 ， 同时将所有必要的硬件压缩整合到与前一代设备同样大小或更小的空间中 。
这样做意味着：
●通道越多 ， 基站内外的射频功率就越高 ， 如此会加剧相互无干扰的通道之间隔离的问题 。
●为了在高功率信号下保持可靠性 ， 接收器前端组件必须提高动态范围性能 。
●解决方案的尺寸非常重要 。
●随着电子设备和发射器功率不断增加 ， 必须解决热管理问题 。
为了寻求更高的数据速率来支持各种无线服务和不同的传输方案 ， 系统设计人员面临着电路更复杂 ， 同时必须满足类似的尺寸、功率和成本预算的境况 。在基站塔中增加更多收发通道可以获得更高的吞吐量 ， 但在更高的射频功率等级上实现每个通道 ， 与将系统的复杂度和成本保持在可接受的水平一样重要 。为了实现更高的射频功率 ， 硬件设计人员在射频前端设计中没有太多选择 ， 而是依赖于需要高偏置功率和复杂外设电路的传统解决方案来实现 ， 这使得实现设计目标时更加困难 。
ADI公司最近推出适合时分双工(TDD)系统的多芯片模块 ， 其中集成低噪声放大器 (LNA) 和高功率开关 。ADRF5545A/ADRF5547/ADRF5549系列涵盖1.8 GHz至5.3 GHz 蜂窝频段 ， 针对M-MIMO天线接口进行了优化设计 。该全新系列器件通过硅工艺集成高功率开关以及GaAs工艺集成高性能低噪声放大器 ， 兼具高射频功率处理能力和高集成度 ， 无需牺牲任何一方面 ， 可谓两全其美 。
双通道架构M-MIMO RF前端设计的ADRF5545A/ADRF5547/ADRF5549应用框图如图1所示 。该器件通道中集成高功率开关和两级LNA 。在收发器以接收模式运行期间 ， 开关将输入信号路由至LNA输入 。在发射模式期间 ， 输入路由至50 Ω端电极 ， 以确保与天线接口正确匹配 ， 并将LNA与天线的任何反射功率隔离 。集成式双通道架构允许设计人员轻松扩展MIMO ， 使其超过传统设备8 × 8 (8 发射器 × 8 接收器) 配置的限制 ， 达到16 × 16、32 × 32、64 × 64 ， 甚至更高 。

RF前端支持实现紧凑型5G大规模MIMO网络无线电

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