2020年是ITU所定义的环球5G商用元年，而中国则还要早一年。据中国信息通信研究院，2021年1～4月海内5G手机出货量为9126.7万部，占市场总体的72.7%，同比增长38.4%。这在一定程度上反响了5G通信在个人用户层面的推进速率。
但5G不止于手机，在万物互联时期，必须提前搭建好一条条高速路，5G因此无可争议地成为新基建之首。比较4G，5G在初始阶段就明确方案了三大运用处景：增强移动宽带，其峰值速率将是4G网络的10倍以上；海量机器通信，将实现从消费莅临盆的全环节、从人到物的全场景覆盖；超高可靠低时延通信，通信相应速率将降至毫秒级。
由此衍生出的针对各个垂直行业运用的美好畅想就像一部科幻小说，而支撑这部小说实现的条件则是一座座看上去并不那么浪漫的高耸的基站。
5G基站培植新变革
统统美好出路，道路总会弯曲波澜。在行业内，5G基站的短板被调侃为“覆盖、本钱、功耗三个3”，即3倍本钱、3倍功耗、1/3覆盖。对此，德州仪器（TI）精彩技能专家Wenjing剖析，部分缘故原由是由于5G MM高频高性能，采取Massive MIMO技能, 须要32通道、64通道等多通道架构，硬件通道数的上升直接导致本钱、功耗、体积指标呈指数级上升。运营商急迫须要大幅降落建站本钱和运营本钱，因此对芯片的集成度、功耗及本钱提出了更高的哀求。
德州仪器精彩技能专家Wenjing
TI是最早参与中国5G培植的半导体厂商之一，据德州仪器中国大客户区域发卖经理Vic先容，放眼环球，中国的5G培植走在前列，截至2020年，中国已布局了70多万个5G基站，完成了一些重点城市的大容量覆盖。2021年操持培植84万个，完成更广域的布局，重点转向700MHz 4T4R 组网。通过更前辈的工艺节点、更创新的设计架构、更大规模的集成度，TI一贯力求实现高集成、低功耗、低本钱的目标。事实上，TI每一代产品都会通过工艺演进/设计架构的创新，实现同等规模下，功耗30%旁边的改进。
德州仪器中国大客户区域发卖经理Vic
不断精进的架构
RRU单元作为无线通信的末了一环、最关键设备，犹如空中的一座桥，担保了信息的精准、实时投递。虽然射频前端只是5G基站中的管道，真正的大脑是ASIC/FPGA等处理器，但如果没有康健的管道为大脑运送养分和数据，人体就无法实行正常的活动。RRU的射频旗子暗记处理与调制就如人体内的血管和神经一样繁芜，射频前端是RRU中极具寻衅、又至关主要的领域。
在传统超外差系统中，吸收器在RF频率上吸收到旗子暗记后，会将旗子暗记下变频为较低的中频（IF），在此将其数字化、滤波然后解调，RF前端要进行繁芜的旗子暗记链处理。而随着ADC、DAC转换器技能的进步，可以将仿照变频转化为数字直接变频，从而省略中频环节，使得射频直采收发信机的整体硬件设计大略许多，因此形状尺寸更小、设计本钱更低。“将传统离散式超外差系统中的分离ADC、DAC、调制器、解调器、Serdes、时钟、DVGA等各个功能模块，集成到一颗芯片中，为5G Massive MIMO多通道架构实现供应了物理的可能性。” Wenjing认为这个创新对付未来可能会达到上百通道数的Massive MIMO来说至为关键。
高集成度给用户带来的改变是巨大的，随着通道数不断增加，吞吐量增加，但RRU整体模块尺寸却仅有小幅增加。
以TI的AFE7920为例，是4T4R2F（4发4收2反馈路径）射频直采架构双频段收发器，发射链路紧张由最高采样速率为12GSPS 的RFDAC组成，支持第一/第二Nyquist 模式，吸收和反馈链路紧张由最高采样速率3GSPS的 RFADC组成；收发链路支持独立DSA增益掌握，8对29.5 GSPS Serdes与主机互联，集成低频输入的在板高频时钟。该产品相对付上一代产品，功耗降落了30%。
美好的数字射频直采
TI在仿照/数字稠浊射频旗子暗记领域具有多年积累，AFE7920正是基于TI的丰富履历所开拓出的数字射频直采芯片，相较于纯仿照集成具有诸多上风。
首先，常日运营商在sub 6GHz频段有最高400MHz的瞬时带宽哀求，在毫米波频段有至少400MHz/800MHz的瞬时带宽哀求。TI的收发器可支持到最宽800MHz带宽，知足全部Sub 6GHz及部分毫米波的运用需求。
其次，全场景支持使平台归一化成为可能。5G基站的形态相对付4G更加丰富，包括宏站、小站、Massive MIMO等。同一颗芯片可以支持不同的基站形态，从而使客户降落开拓本钱，更快地在市场上推出产品。
同时还支持混模模式。一个4T4R的单模芯片劈裂为两个独立的2T2R承载不同的频段，实现单芯片混模场景。例如2T2R TDD+2T2R FDD等。更进一步，射频直采架构的超高采样率使得双频段的数字拉远成为可能，从而实现通道级的双频段发射和吸收，例如宏站场景下的1.8GHz+2.1GHz 双频段运用（从ASIC/FPGA，分别吸收1.8GHz和2.1GHz的基带旗子暗记，在芯片内部实现数字合路，末了通过同一发射通道进行双频段的发射，吸收即为其的反向操作），两个频段的射频拉远间隔可以达到3GHz，知足客户不同方面的需求。
此外，数字射频直采技能无需镜像和本振校准，简化了全体系统的开拓，同时供应芯片自检报警机制，及天线校准、绿色节能等系统功能的灵巧设定。
Wenjing强调，对付Massive MIMO和波束成形等技能而言，虽然主要的都是算法，射频直采技能只是为算法供应硬件实现。但如果没有高集成及通道间高度协同的芯片，Massive MIMO等新一代天线技能只会是纸上谈兵。
5G看中国，射频直采收发信机看TI
据悉，2017年中国第一代4G的MIMO基站就采取了TI的4T4R射频直采芯片，而中国第一代5G基站也采取了TI的射频旗子暗记链办理方案。值得一提的是，这一系列产品需求，很多都是来自中国客户，Wenjing参与并主导了产品定义。这也是TI与其竞争对手的不同之处，即5G产品定义的重心放在中国，更贴近中国客户的需求，这也是TI深耕中国35年的表示之一。
TI在中国5G基站培植中发挥了极其主要的浸染，超过2G/3G/4G/5G网络，席卷宏站、Massive MIMO、小站等多种站型。而且TI还在不断改进产品，支持更多的通道，更大的带宽和更低的功耗，以知足客户不断更新的需求。TI 最新发布的AFE8092 8T8R射频直采多频段收发信机在AFE7920的根本上进一步的通过架构改造，在集成度提高的同时，再次实现了同等场景下功耗的30%低落。比较于4T4R的产品，可以更好地知足Massive MIMO所需。
为了应对繁芜的5G通信架构，有源天线系统的演进速率远超以往。包括须要减小旗子暗记链大小，降落繁芜性，同时供应宽带宽和多个频率；可在高环境温度下事情的高密度电源管理；以及通过基于分组的前传接口实现网络同步。TI除了高集成的仿照前端之外，还供应包括电源、时钟、MCU、放大器、接口等，从而实现全部系办理方案。
不久前，工业和信息化部网站上公布了《5G运用“扬帆”行动操持（2021-2023年）》并正式搜聚见地，目标到2023年，我国5G运用发展水平显著提升，综合实力持续增强；5G个人用户遍及率超过40%，用户数超过5.6亿；5G网络接入流量占比超50%，5G网络利用效率明显提高；5G物联网终端用户数年均增长率超200%。
5G基站是新型信息根本举动步伐的基石，TI拥有品类完好的仿照和嵌入式处理系列产品，强大确当地制造研发能力、遍布全国的产品分销及发卖网络，帮助中国客户实现更低延迟和更高数据速率的5G系统，促进更多创新运用，赋能中国新基建。TI植根中国35年，始终如一，同中国客户一起欢迎未来寻衅。
集成电路很小，“心”的天地可以更大。
