EO_471

COMM INDUSTRIAL ETHERNET 62 - ELETTRONICA OGGI 471 - GIUGNO-LUGLIO 2018 Scalabilità - Le stazioni base più piccole saranno dotate di un array di antenne delle dimensioni di una carta di credito, per cui sarà necessario risolvere problematiche non indifferenti in termini di integrazione, consumo ener- getico e connettività. Le soluzioni per stazioni base di maggiori dimensioni per lo spettro Sub-6 GHz dovranno affrontare le stesse problematiche, poiché le dimensioni e il peso rappresentano un diverso tipo di sfida per gli array a MIMO massivo sulle torri. I transceiver per appli- cazioni Sub-6 GHz già esistenti verranno ulteriormente integrati in dispositivi multicanale, come AFE7500, men- tre sono previsti dispositivi contraddistinti da un lgrado di integrazione ancora maggiore. Il campionamento di- retto in radiofrequenza, come nel caso dell’ADC “da RF a bit” ADC32RF80/45 e del DAC “da bit a RF”, contribuirà a rendere più “agili” e compatti i dispositivi della catena del segnale. Le soluzioni per la trasmissione a onde millime- triche si pongono l’obiettivo di ottenere una capacità di trasferimento nell’ordine dei 10 Gbps con portata fino a un chilometro e una latenza dell’ordine del millisecondo sul collegamento di trasmissione. Densità di potenza - Ogni bit richiede energia a ogni stadio di trasmissione, ricezione, conversione del se- gnale ed elaborazione. Dalla stazione base con array in MIMO massivo a 5G verranno trasmessi e ricevuti fino a tre ordini di grandezza in più in termini di bit al se- condo: l’energia spesa per ogni bit deve essere ridotta più rapidamente di quanto si prevede che aumentino le velocità di trasferimento dati. Se le energie per la conversione dei bit rimarranno allo stesso livello di ef- ficienza odierno, la sola riduzione delle dimensioni pre- vista per gli array a onde millimetriche comporterà un notevole aumento della densità di potenza consumata. La sfida da fronteggiare è rappresentata dal fatto che ogni blocco nella catena di segnale, che si tratti dell’am- plificatore di potenza in radiofrequenza, dell’amplifica- tore del ricevitore a basso rumore, dell’ADC o del DAC, deve essere caratterizzato da un sensibile incremento in termini di efficienza. In caso contrario, la temperatura di questi array delle dimensioni di una carta di credi- to non potrà essere gestita nei severi ambienti in cui vengono alloggiati. TI ha previsto notevoli investimenti al fine di rendere possibile un’integrazione sempre più spinta tale da consentire il passaggio dalla radiofre- quenza alle onde millimetriche. Gestione “intelligente” dell’alimentazione - Un’altra area di grande importanza è il consumo di poten- za dei componenti del percorso del segnale, perché sarà necessaria la conversione dell’alimentazione e la fornitura della stessa in uno spazio fisico più piccolo con un’efficienza più elevata. In aggiunta alla fornitura di alimentazione con un maggior livello di efficienza verso gli altri dispositivi, le funzioni stesse di gestio- ne dell’alimentazione dovranno essere più efficienti per poter adattarsi a stazioni base di dimensioni in- feriori. Per le piccole stazioni base a onde millimetri- che, i risparmi dal punto di vista dell’alimentazione complessiva agevolano la riduzione delle dimensioni, mentre, nel caso degli array con MIMO massivo nel- lo spettro Sub-6 GHz, la minore produzione di calore contribuisce alla riduzione del peso, poiché le alette di raffreddamento necessarie per gestire la temperatura del circuito collegato potrebbero pesare tanto quan- to tutto il resto dell’assemblaggio. Inoltre, la “gestione” intelligente dell’alimentazione per le radio di prossi- ma generazione consente la supervisione in remoto e la comunicazione per la gestione distribuita dell’a- limentazione. PMBus (Power Management Bus) e altri protocolli come SMBus e I2C sono alcune delle molte interfacce di comunicazione digitale implementate per integrare la gestione dei moduli di conversione dell’a- limentazione con il controllo del sistema complessivo della stazione base. Il sistema di gestione dell’alimen- tazione viene utilizzato spesso per coordinare la di- stribuzione e il monitoraggio dell’alimentazione del sistema, che comunica con diversi convertitori all’in- terno del sistema. Gli alimentatori a commutazione in- cludono un anello di controllo chiuso che definisce le prestazioni in presenza di fenomeni transitori e nello stato stazionario del sistema. D’altro canto, i loop di controllo analogici vengono già utilizzati comunemen- te per conversioni ad alta efficienza. L’”alimentazione digitale”, dal canto suo, contribuisce a ottimizzare gli ingombri degli alimentatori “brick” e mette a disposi- zione algoritmi avanzati di controllo adattivo per con- vertitori a commutazione “intelligenti”. I controllori PoL ( Point of Load ) digitali consentono ai progettisti la massima libertà in termini di configu- razione. Grazie a questa flessibilità, i progettisti di si- stema possono configurare rapidamente le uscite del POL e le fasi per soddisfare le esigenze specifiche del- le loro applicazioni. Le funzionalità di gestione digitale dell’alimentazione permettono l’integrazione di pro- cessi di sequenziamento più sofisticati in applicazioni multifase complesse a corrente elevata che prevedono numerosi rail di alimentazione. I progettisti possono stabilire con precisione e implementare facilmente la sequenza più efficace per l’accensione e lo spegni- mento dei diversi rail del sistema. Inoltre è opportuna la regolazione in tempo reale dei parametri del con- vertitore di alimentazione per ottimizzare le prestazio- ni in diverse condizioni di carico, in quanto consente