5G MIMO close-up with blue sky and clouds at the background
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Tony Montalvo, Fellow and VP of Technology, Automotive, Communications, and Aerospace
Tony Montalvo,

院士兼技术、汽车和通信副总裁

ADI公司

Tony Montalvo于2000年加入ADI公司,工作地点在北卡罗来纳州罗利市。他自2020年起任汽车、通信和航空航天技术副总裁。在此之前,他自2017年起任通信事业部技术总监,并于2012年成为公司院士。在加入ADI公司之前,Tony在爱立信公司领导射频IC团队,并参与了Advanced Micro Devices的闪存设计工作。他于1985年获得新奥尔良洛约拉大学的物理学学士学位,1987年获得哥伦比亚大学的电气工程硕士学位,并于1995年获得北卡罗来纳州立大学的博士学位。他还是北卡罗来纳州立大学的兼职教授,并入选电气与计算机工程校友名人堂。

5G和O-RAN:我们面临的三大挑战


众所周知,5G为我们带来了各种机遇:更快、更可靠的网络以及全新的商业模式。然而,作为技术专家,我们必须确定挑战,并制定相应的解决方案,方能抓住这些发展机遇。以下是我认为实现5G愿景的三个关键领域。

首先,RU将不会虚拟化

5G的部署与网络架构的虚拟化同步发展。虚拟化的优势,即易于升级和维护的灵活网络,并不会延伸至射频单元(RU)。虚拟世界必须在某个时刻与现实世界汇合,就蜂窝网络来说,这个点就是RU。

5G的速度更快,能效更高,这在很大程度上与大规模MIMO RU的部署有关。传统无线电只有两个或四个天线,而大型MIMO无线电则可能有64个天线。利用这些天线,技术人员可以实现波束成型和多用户MIMO等技术,从而大大提高网络的频谱效率。

如果射频技术未得到显著改进,大规模MIMO技术就不可能实现。自2G时代以来,ADI公司一直深入研究RU,并推出了一些可以实现5G的核心技术。射频通道密度在过去十年已经提高了一个数量级,与此同时每个通道的功率却下降了一个数量级。

但它不仅仅是芯片。ADI从全局角度看待RU系统,并将我们的专业知识用于更大限度地降低系统级成本、尺寸和重量。例如:大规模MIMO RU中的天线滤波器可能占整个体积的30%至40%。与竞争解决方案相比,我们设计的系统可使滤波器的复杂性降低50%。

5G MIMO at the countryside crossroads

第二,频段无处不在

过去,任何一个区域都只有一两个频段,而现在则可能有几十个。对于任何一个像我这样在长途旅行期间花大量时间盯着信号塔的人来说,网络日益复杂是显而易见的(“看那座信号塔……至少有八个频段!”)。随着频段数量的增加,单个RU需要同时支持多个频段。

但这不仅仅是频段数量的问题。过去只有大型信号塔上的宏基站,但现在有大量宏基站变体、部署密度非常高的室内和室外小基站,以及最多配备64个天线的大规模MIMO设备,所有这些均可以采用传统的蜂窝频率(6 GHz以下频率)和毫米波频率。

为应对这一挑战,ADI的产品在设计时就特别考虑了灵活性。例如:单个ADI RF收发器系列适用于所有的6 GHz以下网络部署,包括小基站、宏蜂窝和大规模MIMO,从而可以实现研发优势。

5G MIMO with the waves of bands

第三,生态系统的复杂性

在5G部署的同时,一种新型生态系统也在同步发展,即开放式无线电接入网,或O-RAN。O-RAN将网络分解,这样网络运营商就可以灵活地构建其网络。通常情况下,灵活性会带来复杂性。

RU的复杂性以及缺乏大量熟练的RF和信号处理工程师对O-RAN生态系统的发展构成了风险。ADI提供的高度优化完整信号链和电源解决方案可以简化RU,而且合同制造商可以将这些产品快速投入生产。

总而言之,解决这些技术挑战可为这个新型开放式生态系统的参与者提供一个可扩展平台,以便它们构建自己的产品。实现面向全球的O-RAN显然需要通信生态系统方面的创新,而无线电技术则是取得这些进步的基础。射频单元的集成、简化和普及将降低新生力量在通信生态系统领域创造新价值的门槛。

O-RAN enabling network operators to have flexibility
O-RAN使网络运营商能够灵活地选择其构建网络的方式,ADI的任务就是通过完整的信号链和电源解决方案来简化RU。