功放热耗占RRU总热耗的60%~70%,因此高效率是功放设计的最重要目标。功放效率的提升依托于功放器件效率提升、高效率电路架构设计2个方面。在功放器件方面,从2010—2017年末,主流功放厂家的横向扩散金属氧化半导体(LDMOS)功放器件经过了3—4代的升级,其中高频段(1.8GHz以上)上GaN已逐步取代LDMOS成为高效器件的首选。在高效率电路架构方面,目前主流商用的高效率电路架构为Doherty路线,在研发的为包络跟踪(ET)路线、Outphasing路线。中兴通讯从2008年开始投入高效率功放自研,已经过了8代研发,形成了独有的ZM、DM技术,使得RRU的功放效率始终保持在业界领先水平。在对产品的贡献方面,以正交频分多址(FDD)两发RRU为例,产品3代升级整机热耗降幅超过30%,其中PA热耗降幅超过80%。

随着运营商带宽的提升、高频段大带宽的主力商用,以及天面单元数的降低,功放的带宽已从单频30~75MHz到多频,再到5G单频的200~400MHz并持续增加。功放对应采用宽带电路方案、超宽带射频(UBR)电路方案来解决,同时GaN功放管的大宽带特性也很好地支持了功放带宽的持续增加[3]。

为获取更多的可用频谱资源,运营商频谱逐步向高频拓展,对应功放要支持的频段也逐步拓展。主力商用的频段,也已从早期的900/1800/2100MHz,发展到2.6GHz,及5G低频的3.5/4.5GHz,再发展到5G高频的28/39GHz。在器件方向GaN功放管的高频特性很好地支持了功放频段向高频的拓展。

2.3 算法关键技术创新

射频算法主要包括削峰(CFR)、数字预失真(DPD)和无源互调抵消(PIMC)等多个关键技术方向。其中削峰、数字预失真方向的演进路线见图6。

远端射频模块(RRU)关键技术创新及发展趋势解析