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第08版:半导体

数字补偿技术改善射频系统性能

本报记者 许子皓

近日,在2024世界移动通信大会(MWC上海)上,各种通信创新技术不断涌现,5G-A、AI、低空经济等新兴领域的创新产品更是层出不穷,让人目不暇接。通信领域如此高速的发展,对于芯片的要求也越来越高,各大通信芯片企业的创新突破也成为本次展会最受关注的焦点之一。得翼通信首次公开了其在射频领域的突破性技术——射频补偿芯片(RPU),得翼通信创始人兼CEO王子明表示:“我们希望通过数字补偿技术改善射频系统性能,重新定义射频器件的性能标准,满足用户对无感知网络连接的需求。”

当前,AI的爆发式增长可谓是大势所趋,各种AI终端和数据中心之间频繁交互产生了大量的实时数据,给无线通信连接的承载能力带来了很大的挑战。射频器件和射频系统的性能该如何跟上生成式AI等新业态的发展步伐,成为各大厂商必须优先解决的关键问题。

无线连接作为AI时代的电力线,是连接物理世界和数字世界的桥梁,而终端和网络设备的射频系统性能对于无线连接的传输速率和覆盖范围有着显著影响。与数字系统追求极致性能相比,射频系统一直在追求平衡,这是因为射频系统会同时面临着发射功率、信号的线性度和系统效率三者之间两两互斥的矛盾。增大发射功率就会导致信号失真,而追求信号线性不失真又会降低系统效率,增加散热负担。再加上传统的射频器件通过不同的化合物材料和工艺提升性能的方式趋于物理极限,难以在高带宽、高功率和低功耗之间找到平衡点,因此发展速度比较缓慢,即使不考虑成本和代价,也很难拥有逻辑IC遵循的摩尔定律的发展速度。

王子明在接受《中国电子报》记者专访时表示:“传统的射频器件是用化合物来堆积的。比如说一个射频器件能够覆盖的面积不够,可以用两个射频器件组合在一起输出,使用更多的天线,从而获得更大的功率输出,但它的成本是一个指数级增加。如果想提升50%的射频性能,可能需要2倍以上成本才能达到35%的性能提升,因为它已经到达极限,需要更多冗余设计才能让它稳定工作。因此,现在射频器件性能落后用户需求10倍,甚至更多。”

而得翼通信作为新入者,决定不再追随传统的迭代路线,而是另辟蹊径,发布了RPU射频补偿芯片,选择采用数字补偿技术,通过数字预失真算法,对射频器件的输出信号进行实时补偿和优化,从而在不增加额外功率的情况下,显著提升信号覆盖范围和传输能力。这一技术有助于突破传统射频器件的性能瓶颈,并降低设备的综合成本(TCO)。

据王子明介绍,如果仅仅采用数字芯片进行补偿,让射频器件负责输出很高功率,会导致信号失真。但增加一个RPU射频补偿芯片,使射频器件和射频补偿芯片协作,能让信号的输出干净、提升功率并降低功耗,将失真部分补偿回来。“其提升性能的原理类似于我们生活中佩戴的眼镜和降噪耳机,能够校正视力,消除噪音,让我们获得的信息更干净纯粹。该方案不仅在系统架构方面实现创新,还能做到比传统高端元器件高10倍的性能,让用户获得对连接的无感知体验。”

其实,数字预失真算法很早就广泛应用在宏基站领域,是宏基站提供商的通用做法,而得翼通信将这项技术适配到了路由器等消费电子产品中,以应对成本、算力和体积等方面的挑战。据了解,得翼通信最新推出的面向Wi-Fi、无人机和基站的RPU系列产品,不仅适用于Wi-Fi路由器这样的小功率但高调制1024/4096QAM的场景,也适用于100W、400M带宽的宏基站的场景。

据悉,得翼通信第一代产品已向头部客户进行导入测试,预计今年年底将实现量产。未来迭代方向将包括更小型化、更便宜的芯片设计以及支持更多天线和频段的版本。

2024-07-12 本报记者 许子皓 1 1 中国电子报 content_10802.html 1 数字补偿技术改善射频系统性能 /enpproperty-->