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重大突破!我国5G毫米波芯片研发成功!

发布时间:2020-06-22 16:42:08

中国工程院院士刘韵洁近日透露南京网络通讯与安全紫金山实验室在5G毫米波芯片技术方面获得重大突破,已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片

分析指出,在我国毫米波技术取得突破下,5G建设成本将大大降低,每通道成本由1000元降至20元,降低了98%。

虽然目前我国5G建设主要用的是厘米波,但在5G研究上,中国仍是采取双管齐下的对策,保障无论在哪个方面中国技术都处于领先的位置。而美国却由于在5G技术方面有所欠缺,5G建设速度大大降低。

据了解,美国5G建设的主用技术就是毫米波,然而,由于控制成本的技术迟迟无法突破,该国的5G建设也面临发展桎梏。这主要是由于该技术虽然信息传输速度更快,但有一个非常大的缺陷——毫米波信号传不远,造价昂贵而且功耗也很高。眼下我国率先在这一领域取得进展,意味着我国将在未来拥有一个速度更快成本更低的5G网络。

资料显示,5G频段目前分成两个部分,一个是sub-6GHz,一个是毫米波。不同于早已被业界熟知的Sub-6GHz频段,毫米波长期都是移动通信领域未经开垦的蛮荒之地,但随着挖掘的深入,毫米波拥有的宝藏并不少。

一是频谱资源丰富,载波带宽可达400MHz/800MHz,无线传输速率可达10Gbps以上;二是毫米波波束窄,方向性好,有极高的空间分辨能力;三是毫米波元器件的尺寸小,相对于Sub-6GHz设备,更易小型化;四是子载波间隔较大,单SLOT周期(120KHz)是低频Sub-6GHz(30KHz)的1/4,空口时延降低。

相较毫米波的优势,限制其应用的难点或许更加突出其一,传播受限,毫米波的频率较高,自由空间损耗大,且极易因受物体阻挡,影响接受端信号质量;其二,赋形技术,现有毫米波系统采用混合波束赋形的方式,但频率效率和性能较低;其三,波束管理,在快速移动以及被遮挡时的波束管理算法需要优化;其四,mMIMO技术,受限于成本和生产工艺,现有毫米波基站只能做到4T4R设备,无法容纳更多用户;其五,芯片和终端,芯片和终端的进度落后于设备。

由于毫米波频率高,传输损耗大,因此天线和射频前端集成化,典型设计上,将毫米波天线与毫米波芯片封装在一起,业内称之为AiP(antenna-in-package)。

一直以来,毫米波芯片是高容量5G移动通讯核心,长期被国外垄断,是我国短板中的短板。此次,我国5G毫米波芯片研发成功将彻底打破 “缺芯少魂”,助力5G毫米波商用。

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