mMIMO支持5G，SiC上的GaN支持mMIMO

什么是 mMIMO？

雖然MIMO已經在一些4G基站上找到，通常使用兩個或多個發(fā)射器和接收器一次發(fā)送和接收更多數(shù)據(jù)，但mMIMO通過顯著增加單個陣列上的天線數(shù)量來擴展這一概念。

例如，愛立信的AIR 6468使用64個發(fā)射天線和64個接收天線來支持64x8陣列中的8個饋電。其他設備供應商已經演示了多達128根天線的mMIMO系統(tǒng)。

mMIMO 依賴于環(huán)境中結構反射導致的多徑信號傳播。通過無線電信道估計和信號處理技術，利用多徑傳播產生的空間多樣性，在同一時間和頻率資源下實現(xiàn)基站和多個用戶之間的通信。

mMIMO的主要優(yōu)點是：

網絡容量：mMIMO 通過在多個信號路徑上拆分數(shù)據(jù)包以及通過使用多用戶 MIMO （MU-MIMO） 允許同時使用多個用戶來提高網絡容量和數(shù)據(jù)吞吐量。

更好的覆蓋范圍：采用 mMIMO 的波束成形通過調整信號路徑，實現(xiàn)移動用戶的動態(tài)覆蓋，從而調整覆蓋范圍以適應用戶位置。

圖1：大規(guī)模 MIMO 通過利用到用戶的多個信號路徑來提高覆蓋范圍、網絡容量和速度。

挑戰(zhàn)

5G的更高帶寬不會線性轉化為更高的容量，因為它對信噪比（SNR）的貢獻成反比，如香農方程，它描述了信道的信息承載能力。為了在增加帶寬的同時保持SNR固定，發(fā)射功率必須成比例地增加。

mMIMO 具有更多的射頻鏈，并且需要額外的信號處理資源。這意味著額外的硬件和更高的功耗，可能導致空間和熱管理挑戰(zhàn)。更重要的是，鑒于更高的工作頻率，天線之間的空間要小得多，并且為熱管理留下的空間也更少。

碳化硅上的氮化鎵解決方案

到目前為止，基于硅的技術，如橫向擴散金屬氧化物半導體（LDMOS）器件已廣泛用于無線通信。然而，LDMOS設備具有功率密度和高頻限制，無法適當滿足5G要求。

這就是氮化鎵（GaN）晶體管以其低損耗、高頻開關性能大放異彩的地方，因為其端子電容較低，并且缺少具有反向恢復損耗的體二極管。GaN在高導熱性碳化硅（SiC）襯底上的出現(xiàn)使mMIMO的實施成為可能，從而實現(xiàn)了5G。

GaN 在所有頻率下均提供比 LDMOS 更高的性能，并可實現(xiàn)更高的平均功率和寬帶操作。根據(jù)Wolfspeed的說法，與使用LDMOS功率放大器（PA）的系統(tǒng)相比，SiC上的GaN在以最大平均功率運行時可以節(jié)省超過200 W的直流功率。

除了更高的功率密度外，SiC上的GaN具有更高的導熱性，有助于減小芯片尺寸，并通過減少LDMOS所需的熱管理設備，最終減小系統(tǒng)尺寸和重量。如前所述，這有效地解決了由于硬件密度引起的散熱問題。

從網絡運營商的角度來看，功耗、尺寸和重量的降低等同于成本的降低

審核編輯：郭婷