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第5世代移動通信システム(5G)サービスには、企業や自治体が独自に利用できる「ローカル5G」というサービスがあります。これはユーザーが独自に免許を申請し、決められた周波数を用いて5Gを実現するものです。ローカル5Gで使用できる周波数は、ミリ波帯の28.2GHz～28.3GHzと、Sub6に属する4.6GHz～4.9GHzです。
ローカル5Gを利用するメリットは、自前で5G通信環境を構築するため、自由度が非常に大きいということです。独自の通信環境を構築できるだけでなく、様々な実験や開発などを制約なく行うことができます。ただし、ローカル5Gの基地局を構築するには高額な費用がかかり、中小企業などではまず実現することができません。
そこで株式会社アイダックスでは、公共機関と共同研究を行うことで中小企業でも利用できる低価格なローカル5G基地局の実現を目指しています。独自に開発したローカル5G基地局実験キットとオープンソースソフトウェア(OSS)を活用することで低価格を実現します。
アイダックスは、高速A/D&D/A、FPGAボードをベースとしたデータ収集装置の開発・販売を中心に行っている企業です。
「ローカル5G基地局実験キット」は現在開発中であり、その開発過程を４回に分けて連載として公開します。第１回目の前回は、「ローカル5G基地局実験キット」の概要についてご紹介しましたが、今回の第２回では組み込んで使用するパワーアンプについて解説します。
RF基板(ドライバー、パワーアンプ、ローパスフィルタ)
電源基板(シーケンス制御、30V発生、負電圧発生、FET電流制御)
5Gで使用するOFDM信号は一見ランダムノイズに見えますが、瞬間的に高いピークの信号が存在します。この鋭いピークを含めて送信するためには余裕のあるアンプが必要になります。そこで、空中線電力で100mWを出力するために20WクラスのFETを採用しています。
また、SDRからのレベル不足を補うために、前段にドライバーアンプを入れた2段構成になっています。ドライバーアンプにはパワーに余裕のあるものを選び、歪の性能がギリギリ満足できるレベルで発熱を抑えるようにしています。
本連載では、「ローカル5G基地局実験キット」の開発における苦労話をいろいろとお伝えできればと考えています。皆さんと一緒に、このキットの開発を進めることができれば幸いです。
[第２回] ローカル5G基地局実験キットの送信アンプの開発
〈株式会社アイダックス 代表 戸部英彦〉
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