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窒化ガリウム技術は6 GHz以下の5 G応用において重要な役割を果たし，より高いデータ速度を含む多くの目標を達成するのに役立つ。
2021年までに推定されている, 携帯電話の保有者数（55億）は、利用者数（53億）を上回る。この領域幅を使用したビデオは、78%のモバイルトラフィックを含むモバイルネットワークへの需要を高めています。1大規模多入力多出力（MIMO）技術を用いた5 Gネットワークは、この成長をサポートする鍵となるだろう。戦略分析によると, 2023年までに, 5 Gのモバイル接続は、2019年に500万からほぼ577. 2
MIMO基本
無線技術の各々の世代は、ネットワーク速度を増やすためにアンテナ技術の進歩を使用します. 3 GシングルユーザーMIMOを使用する, 複数の同時データストリームを使用して、基地局から単一ユーザへデータを送信する. 4 Gシステムは主にマルチユーザを採用 MIMO技術, 異なるデータストリームを異なるユーザに割り当てる, そして、3 Gより非常により良い能力とパフォーマンスを提供します. 5 Gは、さらに容量を増やして、20 GBまでデータ率を提供するために、大きいMIMOを導入します/s.
5 Gの巨大なMIMO記述
5 Gは、できるだけ多くの営業経費を削減しながらネットワーク容量とデータレートを高めることができると主張している。また、無線データサービスの品質が有線レベルに達することを期待している.
5 Gの大規模なMIMOは、演算子がこれらの目標を達成することができます. これは、多くのユーザーのための高いデータレートを提供し、容量を向上させる. これは、リアルタイムのマルチメディアサービスをサポートするために追加のスペクトルを必要としません. 加えて, 大規模MIMOは、ビームフォーミング（複数のアンテナから単一の強いビームに信号を集約する技術）を利用して、単一のユーザに指向的に信号を送信する。それによって、エネルギー消費を減らす.
空間多重化と大規模MIMOの利点
大規模MIMO技術 空間多重化を達成するために、大きなアンテナアレイ（一般に、少なくとも16個の二重偏波アレイ構成要素から構成される）を使用する。空間多重化は同じ資源モジュールに複数の並列データストリームを提供する. 仮想チャンネルの総数を広げることによって, それは追加の塔とスペクトルを追加せずに容量とデータレートを増やすことができます.
空間多重化, 各空間チャネルは独立した情報を運ぶ. 伝播環境の分散が十分に豊かであるならば, 多くの独立したサブチャンネルが同じ割り当てられた帯域幅で生成されるでしょう, したがって、多重化利得は、追加の帯域幅または電力コストなしで達成され得る. 多重化利得はまた、信号空間分布の自由度を指す大きいMIMO構成で, 自由度はシステム全体の能力を制御する.
大量のMIMOを採用した後に、複数のアンテナは、送信および受信信号を小さな空間領域に集中させ、それによってスループットおよびエネルギー効率を大いに改善する。より多くのデータストリームおよびデータレートが高いほど、放射電力の使用がより効率的になる。また、この方法はリンクの信頼性を向上させる。アンテナの増加は、スペースダイバーシチにおけるより高い自由度を意味する。これは、データストリームの送受信の選択性を改善し、干渉を排除する能力を高めることができます。
大規模MIMOはいくつかの利点を提供します。
不要な方向への伝搬を防止し、干渉を低減する
レイは、レイテンシを減少させる
は、減衰と低下を減らして、信号対雑音比（SNR）を改善します
スペクトル効率と信頼性を改善する
より高いエネルギー効率
6 GHzの大きなMIMOと配備
明らかに、5 Gの20 Gb / sデータレート目標を達成するために、ミリ波スペクトルが必要です。しかし、ミリ波を移動通信で使用する前に、いくつかの主要な課題を解決しなければならない。
オペレーターとオリジナル機器メーカーはミリ波技術を改善するために懸命に働き続けるが, 短期的に, 5 GHz以下の周波数は5 Gネットワーク技術のための最初の選択である. 6 GHz以下の周波数は、地方と都市の両方に適している, 技術が長距離高速データ伝送をサポートするので（図3）。オペレーターは最初に3 Gの周波数範囲に5 Gを配備するつもりです,300から4,200 MHzと4,400から5,000 MHz, 最大100 MHzのチャネル帯域幅.
6 GHz以下の大質量MIMOは基地局に多数のアンテナを使用して干渉問題を解決する, 市街地における多数の利用者へのサービス提供の実現. 大規模MIMOもピークを改善することができます, 平均, エッジスループット, そして、ユーザーカバレッジと容量の間で最高のバランスを達成することによって、コスト効率を最大にします.
システム設計課題がなければ, これらの技術進歩は起こらなかっただろう. 6 GHz以下の大規模MIMOビームフォーミング技術は小型化を促進する, 高性能,大規模MIMOにおけるコスト効果の高い電力増幅器アレイ. 加えて, 5 G変調メカニズムがより複雑になっているので、無線インフラストラクチャPASは、必要な直線性を達成するために、ディープパワー出力バックオフ条件（最大8 dB以上）の下で非常に効率的である必要がある。
