近年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的飛速發(fā)展，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量呈爆炸式增長(zhǎng)，人們對(duì)大數(shù)據(jù)量通訊及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笠苍絹?lái)越高。應(yīng)運(yùn)而生的移動(dòng)大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，通信標(biāo)準(zhǔn)向LTE-Advanced、5G演進(jìn)，不斷涌現(xiàn)載波聚合、LTE-Hi、智能天線等新興技術(shù)。與此同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，工業(yè)控制、智能安防等領(lǐng)域?qū)o(wú)線通信的需求也顯著增加，這對(duì)蜂窩基站、小型蜂窩、無(wú)線回程、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)等無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施提出新的要求，該類設(shè)備將會(huì)向高集成度、高靈活性、可擴(kuò)展、高效率、低功耗方向發(fā)展。

微波射頻網(wǎng)近日專訪了射頻半導(dǎo)體、高頻材料、測(cè)試與測(cè)量、通信設(shè)備等領(lǐng)域的多家廠商的市場(chǎng)或技術(shù)專家，分享了下一代無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的創(chuàng)新技術(shù)方案。

新一代射頻功率器件 提升通信系統(tǒng)效率

“4G通信的迅猛發(fā)展, 尤其是國(guó)內(nèi)三家運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)計(jì)劃, 給微波和射頻產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一個(gè)巨大的機(jī)遇，同時(shí)也是對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈產(chǎn)能的一個(gè)挑戰(zhàn)。”恩智浦半導(dǎo)體（NXP）無(wú)線通訊及射頻業(yè)務(wù)大中華區(qū)區(qū)域高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理潘璠表示，“大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)推動(dòng)通信業(yè)不斷發(fā)展,變化和創(chuàng)新。對(duì)高效率的追求，對(duì)低成本的要求，也同時(shí)驅(qū)動(dòng)新一代的高性能方案不斷推出以及新材料研發(fā)的完善與商業(yè)化。”

潘璠介紹道，面對(duì)爆發(fā)式的器件需求給器件產(chǎn)業(yè)鏈所帶來(lái)的巨大壓力，目前恩智浦也正在積極投入擴(kuò)充產(chǎn)能和優(yōu)化生產(chǎn)效率。

針對(duì)下一代基站類無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施，無(wú)論是針對(duì)高功率射頻應(yīng)用的LDMOS和GaN，還是針對(duì)小信號(hào)需求的SiGe和BiCMOS， 恩智浦都能夠提供非常豐富的全系列的射頻解決方案。為滿足LTE、LTE-Advanced 和5G通信網(wǎng)絡(luò)的需求，恩智浦正積極開發(fā)新一代的LDMOS和GaN射頻功率器件。據(jù)介紹，作為恩智浦最新一代的LDMOS產(chǎn)品, 第九代LDMOS的研發(fā)與驗(yàn)證工作正在有條不紊的進(jìn)行, 有望今年Q2發(fā)布, 它將能夠?qū)⒐Ψ判侍嵘揭粋€(gè)新的高度, 豎起新的行業(yè)標(biāo)桿。在2014年，恩智浦還將著手開發(fā)面向移動(dòng)通信/基站應(yīng)用的GaN，側(cè)重于針對(duì)移動(dòng)通信的帶寬優(yōu)化和系統(tǒng)要求的GaN器件，以及更高性價(jià)比的設(shè)計(jì)。

同時(shí)，恩智浦還在開發(fā)使用GaN開關(guān)晶體管的數(shù)字功率放大器，可提供比線性放大器更高的效率。這些開關(guān)模式功率放大器（SMPA）可用于多頻帶而無(wú)需更改任何硬件，并且將成為推動(dòng)未來(lái)“終極”基站發(fā)展的關(guān)鍵因素，潘璠強(qiáng)調(diào)。

飛思卡爾半導(dǎo)體（Freescale）中國(guó)區(qū)射頻資深應(yīng)用經(jīng)理狄松指出，“隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的提高，消費(fèi)者期待著更快數(shù)據(jù)下載率的下一代無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品，這意味著基站產(chǎn)品需要支持跨頻段甚至多頻段和較寬的信號(hào)帶寬；同時(shí)無(wú)線運(yùn)營(yíng)商在組網(wǎng)中也需要一定形式的混合組網(wǎng)以滿足廣覆蓋（大功率基站形式）和深度覆蓋（小功率基站（Small Cell或者Femto Cell等）等。

狄松表示，對(duì)于下行鏈路中核心的功率放大器件來(lái)說(shuō)，也必須能夠滿足支持較寬的信號(hào)帶寬和跨頻段的射頻帶寬。飛思卡爾在幾年前就推出了基于本公司增強(qiáng)射頻帶寬專利技術(shù)的產(chǎn)品MRF8P20140W，并成功大批量應(yīng)用于中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMA和TD-LTE的雙頻（F+A）基站配置中。

對(duì)于大功率方案來(lái)說(shuō)，功率放大器件既需要較高的綜合射頻性能（包括高效率，高功率，易于寬帶信號(hào)校正等）和高可靠性，也需要有競(jìng)爭(zhēng)力的成本等要求。對(duì)于小功率基站來(lái)說(shuō)，受限于整個(gè)系統(tǒng)的小面積要求：高效率，低成本集成的多級(jí)和雙路RFIC產(chǎn)品（包括LDMOS和GaAs技術(shù)等）將會(huì)被廣泛應(yīng)用于小功率基站產(chǎn)品中。

近年來(lái)隨著飛思卡爾的AirFast多個(gè)頻段不同功率的產(chǎn)品組合推出（700MHz~2700MHz），RF性能得到顯著提高，在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，得到無(wú)線產(chǎn)品的研發(fā)客戶一致好評(píng)。2014年飛思卡爾將會(huì)發(fā)布全系列的第二代Airfast產(chǎn)品，效率會(huì)更好，帶寬會(huì)更寬。狄松稱，除了提供以LDMOS為管芯的功率器件以外，飛思卡爾RF事業(yè)部還對(duì)GaAs的小功率MMIC也進(jìn)行了重點(diǎn)投入，新的功放模塊有助于客戶完成Femto以及其他小功率無(wú)線覆蓋的高集成、低成本的解決方案。狄松還表示，飛思卡爾近期即將推出射頻數(shù)字前端（DFE）產(chǎn)品，新產(chǎn)品將為無(wú)線通信客戶提供整體的有競(jìng)爭(zhēng)力的下行鏈路解決方案。

高性能射頻板材  減少部件電路尺寸

“4G網(wǎng)絡(luò)可以帶來(lái)更高的帶寬和頻譜利用率，同時(shí)，對(duì)于材料卻帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)。”羅杰斯先進(jìn)線路板材料事業(yè)部亞洲區(qū)市場(chǎng)發(fā)展經(jīng)理?xiàng)铎浔硎荆?ldquo;寬帶寬要求電路設(shè)計(jì)時(shí)考慮更多細(xì)節(jié)，例如，更低插損、更多PA模塊，以及單板上更小的布局面積；越大輸出功率產(chǎn)生的熱耗就越多，因此我們需要更好的散熱以及更大的面積來(lái)散熱；4G的發(fā)展趨向于一個(gè)‘整合’。例如，功放跟天線有很多需要整合在一起的設(shè)計(jì)，比如小基站設(shè)計(jì)、有源天線設(shè)計(jì)等。速度的提升對(duì)回傳的要求提高了，因此就需要用到更高頻率以追求更大帶寬。”

楊熹進(jìn)一步介紹道，基于以上因素的考量，羅杰斯針對(duì)4G市場(chǎng)，分別推出了相應(yīng)的產(chǎn)品。

4G天線市場(chǎng)要求天線材料具備優(yōu)良的無(wú)源互調(diào)（PIM）性能，以及剛性、輕質(zhì)地和低成本的特點(diǎn)。羅杰斯RO4700JXR™系列天線產(chǎn)品具有優(yōu)秀的機(jī)械和電氣性能，質(zhì)地很輕，可以進(jìn)行多層板壓合（彌補(bǔ)了多層板天線的空白），同時(shí)降低了PIM值，可應(yīng)用于基站、RFID和其他天線設(shè)計(jì)。比如用于基站的天線設(shè)計(jì)、用于微基站的天線的功放集成設(shè)計(jì)、在AAS上面功放的天線集成設(shè)計(jì)，以及其他需要用到功放的天線、多層板天線和復(fù)雜天線系統(tǒng)。

4G PA市場(chǎng)將朝著更高功率、更緊湊型電路設(shè)計(jì)和更好穩(wěn)定性的趨勢(shì)發(fā)展。羅杰斯RO4360G2™層壓板具有6.15介電常數(shù)（DK）值，高DK可以有效降低電路板尺寸。在功放小型化和天線小型化的應(yīng)用上，RO4360G2都非常有價(jià)值。

一站式測(cè)試方案  簡(jiǎn)化下一代無(wú)線通信測(cè)試

羅德與施瓦茨公司（R&S）業(yè)務(wù)發(fā)展工程師馬磊表示，“工信部去年底發(fā)放4G牌照，2014年有望成為中國(guó)無(wú)線通信市場(chǎng)爆發(fā)式增長(zhǎng)的一年，即將引爆4G移動(dòng)寬帶新時(shí)代，各大運(yùn)營(yíng)商將大規(guī)模的建設(shè)LTE網(wǎng)絡(luò)，對(duì)整個(gè)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)論是運(yùn)營(yíng)商還是芯片、終端、系統(tǒng)設(shè)備、認(rèn)證測(cè)試等產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)都將從融合的LTE時(shí)代中找到新的機(jī)會(huì)。”

馬磊指出，LTE-A能大大提高無(wú)線通信系統(tǒng)的峰值數(shù)據(jù)速率、峰值譜效率、小區(qū)平均譜效率以及小區(qū)邊界用戶性能，LTE和LTE-A系統(tǒng)成為未來(lái)幾年內(nèi)無(wú)線通信發(fā)展的主流。另外，包絡(luò)跟蹤技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域中的作用將越來(lái)越突出，同時(shí)也對(duì)測(cè)試測(cè)量技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，目前針對(duì)這些新技術(shù)，R&S具有業(yè)界領(lǐng)先的解決方案。

針對(duì)LTE基站整機(jī)射頻測(cè)試，R&S提供全系列射頻和基帶測(cè)試儀器、MIMO和信道衰落模擬器，可以全面測(cè)試基站的射頻性能，覆蓋基站的研發(fā)、認(rèn)證和生產(chǎn)階段；針對(duì)基站協(xié)議、互操作性和性能測(cè)試，R&S公司提供對(duì)基站的全面測(cè)試，并且測(cè)試方案被很多LTE基站客戶所采用。

R&S公司的頻譜儀或信號(hào)分析儀可以完成3GPP規(guī)范定義的TD-LTE全部發(fā)射機(jī)測(cè)試指標(biāo)，并能滿足測(cè)試TD-LTE測(cè)試關(guān)斷功率和開關(guān)時(shí)間時(shí)對(duì)儀器動(dòng)態(tài)范圍極苛刻的要求；對(duì)于TD-LTE系統(tǒng)基站接收機(jī)測(cè)試，R&S公司的矢量信號(hào)發(fā)生器SMW獨(dú)具雙通道設(shè)計(jì)理念，只需單表就能完成接收機(jī)測(cè)試，給測(cè)試帶來(lái)很大的方便。

美國(guó)國(guó)家儀器有限公司（NI）射頻與無(wú)線通信市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理姚遠(yuǎn)表示，“無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，為我們普通消費(fèi)者提供了更加優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)數(shù)據(jù)接入體驗(yàn)，一個(gè)被稱為移動(dòng)大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)悄然來(lái)臨。”

從技術(shù)角度來(lái)看，LTE、WiMax等新興通信標(biāo)準(zhǔn)為了能夠提供更寬廣的數(shù)據(jù)帶寬，不得不在更高的頻段上尋找資源。姚遠(yuǎn)指出，更高的頻段意味著在空間和時(shí)間上更高的信號(hào)損耗，與此同時(shí)更大量的數(shù)據(jù)吞吐服務(wù)需要比傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)更高的載波噪聲比。這就意味著移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商們?nèi)粝肴娓采w4G網(wǎng)絡(luò)就需要大大增加移動(dòng)基站的密度，且不論基站本身的成本，在寸土寸金的城市或者一些地理環(huán)境較復(fù)雜的地區(qū)，增加基站數(shù)量變得很難實(shí)行。無(wú)線射頻遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)（Remote Radio Head, RRH）可以很好的應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，通過(guò)將基站的基帶處理和射頻端相分離，再用光纖將其連接，一方面可以讓射頻端和天線距離更近，另一方面光纖信號(hào)又可以極大的避免信號(hào)的損耗。相關(guān)預(yù)測(cè)顯示，RRH將在未來(lái)迎來(lái)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。

NI一直引領(lǐng)著無(wú)線通信行業(yè)中測(cè)試測(cè)量相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新。特別針對(duì)下一代無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)品，諸如上文提到的RRH與飛蜂窩（femtocell）測(cè)試，NI具有完整、有效的測(cè)試方案。姚遠(yuǎn)介紹說(shuō)，針對(duì)基站測(cè)試，NI的測(cè)試方案可以覆蓋多種無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，并且通過(guò)靈活配置模塊化硬件，可以針對(duì)CPRI，ORI等基站數(shù)字通信協(xié)議進(jìn)行測(cè)試。另一方面，NI還提供專業(yè)的測(cè)試管理軟件，結(jié)合高性能的射頻開關(guān)，可以方便的將系統(tǒng)升級(jí)到多個(gè)待測(cè)設(shè)備（DUT）的并行測(cè)試。毫無(wú)疑問(wèn)，相比于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，這種“一站式，一拖多”的測(cè)試方案，具有靈活又兼具高性價(jià)比等特點(diǎn)。

載波聚合、LTE-Hi 兩大關(guān)鍵新技術(shù)

隨著無(wú)線通信的飛速發(fā)展，無(wú)線頻譜資源顯得越發(fā)緊張。相比2G、3G技術(shù)，LTE的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)就是可以在不同的頻段靈活部署，但運(yùn)營(yíng)商要面對(duì)頻譜的過(guò)于分散、利用率偏低的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，載波聚合技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

華為的技術(shù)專家表示，載波聚合技術(shù)是LTE-Advanced R10標(biāo)準(zhǔn)中的代表性技術(shù)，通過(guò)將多個(gè)LTE成員載波聚合起來(lái)形成更大的帶寬，實(shí)現(xiàn)上下行峰值速率、上下行邊緣速率成倍的提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)小區(qū)容量的成倍提高。該技術(shù)可以給頻譜資源較豐富的TDD運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更強(qiáng)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸能力。該專家指出，未來(lái)，載波聚合將發(fā)揮兩方面重要作用：一方面是為用戶提供高速帶寬解決方案，隨著移動(dòng)終端和移動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的大屏化、高清化、3D化的發(fā)展趨勢(shì)，用戶對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)帶寬的需求與日俱增，通過(guò)載波聚合可為用戶提供最高1Gbps以上的下行接入帶寬，滿足未來(lái)用戶對(duì)高速數(shù)據(jù)帶寬的需求。從另一方面來(lái)看，在運(yùn)營(yíng)商連續(xù)頻譜資源緊缺的情況下，載波聚合的整合多段不連續(xù)帶寬和多種制式的能力，在應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重?zé)o線頻譜的“碎片化”也將取得重要作用。

諾基亞網(wǎng)絡(luò)專家表示，載波聚合不但提高了頻譜的利用率，還能大大提高網(wǎng)絡(luò)容量，幫助運(yùn)營(yíng)商有效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)流量的迅猛增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)，并在未來(lái)的LTE網(wǎng)絡(luò)中，為用戶帶來(lái)出色的GB級(jí)個(gè)性化數(shù)據(jù)體驗(yàn)。在LTE建網(wǎng)初期，首先要解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題，對(duì)于主要解決容量問(wèn)題的載波聚合技術(shù)需求并不急迫；在LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得中期，LTE用戶逐漸增加，可以考慮在D頻段內(nèi)部開啟20MHz+20Mhz的帶內(nèi)載波聚合，將單用戶速率提高到300Mbps。在LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的成熟階段，可以考慮F頻段和D頻段的頻段間的載波聚合，進(jìn)一步提高用戶峰值速率到1Gbps以上。但是考慮到不同時(shí)隙配比、不同基站、不同廠家之間的載波聚合尚未在3GPP規(guī)范中確定，F(xiàn)頻段和D頻段的載波聚合具體實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景還要根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署情況而定。

LTE-Hi的則是LTE-Advanced R12標(biāo)準(zhǔn)中最大的亮點(diǎn)，是一種高頻段、大容量、小覆蓋的室內(nèi)／熱點(diǎn)寬帶接入的解決方案。為SmallCell的增強(qiáng)版本，是移動(dòng)通信網(wǎng)向移動(dòng)寬帶網(wǎng)方向的一系列新技術(shù)方案匯總。其主要針對(duì)熱點(diǎn)和室內(nèi)應(yīng)用(Hotspot and Indoor)場(chǎng)景研究，目標(biāo)是應(yīng)用高頻段(Higher frequency)，具有高帶寬(High bandwidth)、高性能(Higher performance)的特點(diǎn)。目前，LTE-Hi的一些技術(shù)點(diǎn)已經(jīng)寫入R12中，主要從提高頻譜效率，提高運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)移動(dòng)性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化幾個(gè)方面進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。

大唐移動(dòng)專家表示，LTE-Hi的部分技術(shù)會(huì)隨著LTE SmallCell產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步應(yīng)用到產(chǎn)品中，并可能會(huì)形成公網(wǎng)應(yīng)用、本地接入應(yīng)用等針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的產(chǎn)品。LTE-Hi的部署還需要一段比較長(zhǎng)的時(shí)間，需要UE和網(wǎng)絡(luò)支持能力匹配。目前，我國(guó)還處于4G發(fā)展初期，先要解決R9/R10功能的LTE SmallCell部署問(wèn)題，通過(guò)這個(gè)部署，帶動(dòng)LTE數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)增長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)承載能力遇到瓶頸，會(huì)推動(dòng)LIPA技術(shù)的應(yīng)用。

華為專家還表示，LTE-Hi的目的在于滿足更高的空口容量的需求，以及和宏網(wǎng)更好的協(xié)同。目前3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織正在對(duì)Small cell的增強(qiáng)做標(biāo)準(zhǔn)化工作，標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容主要是引入更高階調(diào)制，小區(qū)自適應(yīng)開關(guān)和快速小區(qū)發(fā)現(xiàn)，站間空口同步，以及宏站/小站多流聚合等。

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