世界各国が5Gネットワークの構築を積極的に進めています。5Gの技術的特徴を考慮すると、4Gネットワークよりも多くの基地局がより集中的に展開されることになり、5Gネットワークの構築から巨大なビジネスチャンスが生まれることも意味します。この記事では、5Gテクノロジーの開発と、ADIの無線周波数 (RF) トランシーバーの製品機能と利点を紹介し、市場機会の獲得に役立てていただきます。
モバイルデータの量の増加に伴い、世界はデジタル変革の時代に入りつつあります。
このモバイル ネットワークの世界では、現代人はスマートフォンとモバイル ネットワークにますます依存するようになっています。人々はソーシャルメディアでビデオや写真を共有することに慣れており、その結果、モバイルデータの生成と使用量が増加しています。さらに、機械時代の到来に伴い、モノのインターネットデバイスや急速に発展する自動車のインターネットアプリケーションなど、ネットワークに接続するデバイスがますます増えており、将来的にはモバイルネットワークを介して接続されるデバイスも増えることになります。
現在、人々はデジタル変革の時代に突入し、日々の生活、仕事、移動のスタイルに大きな変化が起きています。スマートフォンは今のところ主に人と情報とのインターフェースとして機能しますが、将来のデバイスは互いに積極的に通信し、人間のやり取りの影響を受けなくなります。高密度に相互接続されたセンサー ネットワークを通じて人々の周囲の環境を監視し、高い信頼性と低遅延ですべての人やモノを接続する強力なモバイル ネットワークは、今後のデジタル変革の中核となります。
5Gネットワークはより高いデータスループットとネットワーク容量を提供する
ますます多くのデバイスのネットワークニーズを満たし、接続の遅延を減らし、信頼性を向上させるために、5Gネットワークは現在最も重要な通信技術です。現在、世界各国では5Gネットワークの整備が積極的に進められており、4Gネットワークから5Gネットワークへの発展の移行期に入っています。5Gはより高いスループットと柔軟性を提供し、その新しい機能により多くの新しいアプリケーションを実現します。
技術的には、モバイルブロードバンドの強化（eMBB）、大規模マシンタイプ接続（mMTC）、超信頼性低遅延通信（uRLLC）の3つのアプリケーションを実現するという目標が5Gの開発を推進しています。現在、産業用5Gの焦点はeMBBにあり、中帯域および高帯域スペクトルでのビームフォーミング技術を使用して、より高いネットワーク容量とスループットに向けて開発が進められています。さらに、産業オートメーションなど、5Gネットワーク アーキテクチャの低遅延特性を活用する新しいアプリケーションも数多く登場しています。
eMBBにより、より高いデータ スループットとネットワーク容量の需要が高まっています。携帯電話基地局の容量は、新しいスペクトルの取得、基地局密度の増加、スペクトル効率の改善という3つの主要な対策を通じて向上できます。現在、世界はモバイルアプリケーション向けに新しいスペクトルを提供しており、スモールセルを追加することでネットワーク密度が増加していますが、利用可能なスペクトルの利用率を向上させる必要性が依然として大きく残っています。
近年登場した大規模なマルチ入力マルチ出力 (MIMO) 技術により、スペクトル効率が大幅に向上します。多数のアンテナと信号処理アルゴリズムを組み合わせることで、システムは独立したデータ ストリームを同じスペクトル内の複数のユーザーに送信できるため、スペクトル効率が大幅に向上し、さらにセルラー スループットが大幅に向上します。Massive MIMOはモバイル データのスループットを3 ～ 5倍に向上させることが実証されており、モバイル データのスループットは今後も向上し続けるでしょう。
高度に統合されたRFトランシーバーは完全なソリューションを提供します
データの需要が世界的に増加するにつれ、通信インフラメーカーは、市場投入までの時間の短縮、アンテナ数の増加、コスト圧力の高まり、フォームファクタ、周波数帯域、出力電力、ソフトウェアのバリエーションの増加といった課題に直面しています。ADIの第4世代広帯域RFトランシーバーであるADRV9026は、最小の消費電力、最小サイズの共通プラットフォーム ソリューションを備えたクワッド チャンネル統合を提供し、マルチ標準基地局、大規模MIMO、スモール セルなどの3G/4G/5Gアプリケーションの設計を簡素化し、システムの電力、サイズ、重量、コストを削減します。
アドRV9026
ADIのADRV9026は、高度に統合されたアジャイル無線周波数トランシーバーで、独立して制御される4つの送信機、各送信機チャネルを監視するための専用の観測受信機入力、独立して制御される4つの受信機、統合されたシンセサイザー、および完全なトランシーバー ソリューションを提供するデジタル信号処理機能を備えています。
受信機サブシステムは、広いダイナミック レンジを備えた4つの独立した広帯域幅ダイレクト コンバージョン受信機で構成されています。4つの独立した送信機は直接変換変調器を使用しているため、低消費電力で低ノイズの動作が実現します。このデバイスには、送信機出力を監視するための2つの入力をそれぞれ備えた、広帯域幅で時間共有される2つの観測パス受信機も含まれています。
完全なトランシーバー サブシステムには、自動および手動減衰制御、DCオフセット補正、直交誤差補正 (QEC)、デジタル フィルタリングが含まれており、デジタル ベースバンドでこれらの機能が不要になります。さまざまなデジタル制御オプションを提供するアナログ/デジタル コンバーター (ADC)、デジタル/アナログ コンバーター (DAC)、汎用入出力 (GPIO) などのその他の補助機能も統合されています。
高いレベルのRFパフォーマンスを実現するために、トランシーバーには5つの完全に統合された位相ロック ループ (PLL) が搭載されています。2つのPLLは、送信機と受信機の信号パスに低ノイズ、低電力のフラクショナルN RF合成を提供します。3番目の完全に統合されたPLLは、観測受信機用の独立した局部発振器 (LO) モードをサポートします。4番目のPLLはコンバータとデジタル回路に必要なクロックを生成し、5番目のPLLはシリアル データ インターフェイスにクロックを提供します。
マルチチップ同期メカニズムは、複数のADRV9026チップ間ですべてのLOとベースバンド クロックの位相を同期します。すべての電圧制御発振器 (VCO) とループ フィルタ コンポーネントは統合されており、デジタル制御インターフェイスを通じて調整可能です。
シリアル データ インターフェイスは、4つのシリアライザー レーンおよび4つのデシリアライザー レーンから構成されます。このインターフェースは、JESD204BおよびJESD204Cの両方の規格をサポートし、最大16 Gbpsのデータ レートで動作します。このインターフェースは、低帯域幅用のインターリーブ モードもサポートしているため、高速データ インターフェース レーンの数が1つに削減されます。固定小数点と浮動小数点の両方のデータ形式がサポートされています。浮動小数点形式を使用すると、内部の自動ゲイン制御 (AGC) が復調デバイスから見えなくなります。
ADRV9026は、1.0 V、1.3 V、1.8 Vのレギュレータから直接電力を供給され、標準のシリアル ペリフェラル インターフェイス (SPI) シリアル ポートを介して制御されます。通常使用時の電力消費を最小限に抑えるための包括的なパワーダウン モードが含まれています。ADRV9026は、14 mm × 14 mm、289ボールのチップ スケール ボール グリッド アレイ (CSP_BGA) パッケージに収められています。
製品開発をスピードアップするための評価キットを提供
顧客の製品開発を迅速化するために、ADIはADRV9026を搭載した評価キットEVAL-ADRV9026も導入しました。これは、ADRV9026クアッド チャネル ワイドバンドRFトランシーバーを披露するために設計されたADRV9026-HB/PCBZおよびADRV9026-MB/PCBZ無線カードで構成されています。無線カードは、デバイス評価用の4x4トランシーバー プラットフォームを提供します。無線カードの動作に必要なすべての周辺機器には、独立した高効率電源回路基板と、無線ボードに組み込まれた高性能クロッキング ソリューションが含まれます。FMCコネクタを介して無線カードの1つをFPGAマザーボードADS9-V2EBZに接続すると、ADRV9026の完全な評価プラットフォームが形成されます。
評価用のEVAL-ADRV9026完全無線カードには、周波数帯域2.8GHz ～ 6GHz用のADRV9026-HB/PCBZと周波数帯域650MHz ～ 2.8GHz用のADRV9026-MB/PCBZが含まれており、650MHz ～ 6GHzの周波数範囲で動作する4x4広帯域RFトランシーバー プラットフォームです。別個の電源ドーター カードは、FPGAマザーボードADS9-V2EBZへのFMCコネクタ、回路図、レイアウト、BOM、API、評価ソフトウェアなど、高効率電源ソリューションのリファレンス デザインを提供します。
結論
現在、世界中の多くのモバイル通信事業者が5Gネットワークの大規模な展開を開始しています。Massive MIMOテクノロジーの進化と3GPP無線規格の新機能の増加により、5Gネットワークと関連アプリケーションが世界中のモバイル ネットワークで普及すると予想されます。ADIのADRV9026 RFトランシーバーを採用すると、基地局システムの開発が加速します。5G市場のチャンスを掴む時が来ました!
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