Sygnały fal milimetrowych zapewniają szersze pasmo i większą szybkość transmisji danych niż sygnały o niskiej częstotliwości. Przyjrzyj się całemu łańcuchowi sygnału pomiędzy anteną a cyfrowym pasmem podstawowym.
Nowe radio 5G (5G NR) dodaje częstotliwości fal milimetrowych do urządzeń i sieci komórkowych. Wraz z tym dostępny jest łańcuch sygnału RF do pasma podstawowego i komponenty, które nie są wymagane w przypadku częstotliwości poniżej 6 GHz. Chociaż częstotliwości fal milimetrowych technicznie obejmują zakres od 30 do 300 GHz, do celów 5G rozciągają się od 24 do 90 GHz, ale zazwyczaj osiągają szczyt przy około 53 GHz. Początkowo oczekiwano, że aplikacje wykorzystujące fale milimetrowe zapewnią większą prędkość transmisji danych na smartfonach w miastach, ale od tego czasu przeniesiono je do zastosowań o dużej gęstości, takich jak stadiony. Jest również używany w usługach internetowych o stałym dostępie bezprzewodowym (FWA) i sieciach prywatnych.
Kluczowe zalety 5G mmWave Wysoka przepustowość 5G mmWave pozwala na przesyłanie dużych ilości danych (10 Gb/s) przy przepustowości kanału do 2 GHz (bez agregacji nośnych). Ta funkcja najlepiej sprawdza się w sieciach o dużych potrzebach w zakresie przesyłania danych. 5G NR umożliwia również niskie opóźnienia dzięki wyższym szybkościom przesyłania danych pomiędzy radiową siecią dostępową 5G a rdzeniem sieci. Sieci LTE mają opóźnienie wynoszące 100 milisekund, podczas gdy sieci 5G mają opóźnienie wynoszące zaledwie 1 milisekundę.
Co znajduje się w łańcuchu sygnałowym mmWave? Interfejs częstotliwości radiowej (RFFE) jest ogólnie definiowany jako wszystko pomiędzy anteną a systemem cyfrowym pasma podstawowego. RFFE jest często określane jako analogowo-cyfrowa część odbiornika lub nadajnika. Rysunek 1 przedstawia architekturę zwaną konwersją bezpośrednią (zero IF), w której konwerter danych działa bezpośrednio na sygnale RF.
Rysunek 1. Architektura łańcucha sygnału wejściowego 5G mmWave wykorzystuje bezpośrednie próbkowanie RF; Nie jest wymagany falownik (Zdjęcie: Krótki opis).
Łańcuch sygnału fali milimetrowej składa się z przetwornika ADC RF, przetwornika cyfrowo-analogowego RF, filtra dolnoprzepustowego, wzmacniacza mocy (PA), cyfrowych konwerterów w dół i w górę, filtra RF, wzmacniacza niskoszumowego (LNA) i cyfrowego generatora zegara ( CLK). Oscylator sterowany napięciem i pętlą synchronizacji fazowej (PLL/VCO) zapewnia lokalny oscylator (LO) dla przetworników góra/dół. Przełączniki (pokazane na rysunku 2) łączą antenę z obwodem odbierającym lub nadawczym sygnału. Nie pokazano układu scalonego kształtującego wiązkę (BFIC), znanego również jako kryształ z układem fazowanym lub układ kształtujący wiązkę. BFIC odbiera sygnał z konwertera w górę i dzieli go na wiele kanałów. Posiada również niezależną kontrolę fazy i wzmocnienia na każdym kanale w celu sterowania wiązką.
Podczas pracy w trybie odbioru każdy kanał będzie miał również niezależną kontrolę fazy i wzmocnienia. Gdy konwerter jest włączony, odbiera sygnał i przesyła go przez przetwornik ADC. Na przedniej ściance wbudowany jest wzmacniacz mocy, LNA i wreszcie włącznik. RFFE umożliwia PA lub LNA w zależności od tego, czy jest w trybie nadawania, czy w trybie odbioru.
Transceiver Rysunek 2 przedstawia przykład transceivera RF wykorzystującego klasę IF pomiędzy pasmem podstawowym a pasmem fal milimetrowych 24,25–29,5 GHz. W tej architekturze jako stały IF wykorzystuje się częstotliwość 3,5 GHz.
Wdrożenie infrastruktury bezprzewodowej 5G przyniesie ogromne korzyści usługodawcom i konsumentom. Główne obsługiwane rynki to komórkowe moduły szerokopasmowe i moduły komunikacyjne 5G umożliwiające przemysłowy Internet rzeczy (IIOT). W tym artykule skupiono się na aspekcie fal milimetrowych w sieci 5G. W przyszłych artykułach będziemy nadal omawiać ten temat i skupiać się bardziej szczegółowo na różnych elementach łańcucha sygnałowego 5G mmWave.
Suzhou Cowin oferuje wiele rodzajów anten komórkowych RF 5G 4G LTE 3G 2G GSM GPRS oraz obsługuje debugowanie bazy antenowej o najlepszej wydajności w urządzeniu, dostarczając pełny raport z testów anteny, taki jak VSWR, zysk, wydajność i wzór promieniowania 3D.
Czas publikacji: 12 września 2024 r