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2020-04-02 來源︰微波射頻網 我(wo)要評(ping)lan)0) 字號(hao)︰

Wi-Fi隨處可見(jian),我(wo)們去(qu)到商場(chang)、酒店、機場(chang)等公眾場(chang)所都(du)會發(fa)現公用的Wi-Fi網絡,一(yi)般情況下這些網絡不(bu)是上網速度慢(man)就是信號(hao)不(bu)穩定,久而久之,我(wo)們更願意使用mi)約旱氖只髁慷bu)是Wi-Fi網絡。全(quan)球移動網絡質(zhi)量評(ping)測機構OpenSignal發(fa)布(bu)的數據(ju)顯示,在(zai)法國、澳大利亞(ya)等33個國家,移動網絡的平均速度已超過用戶的Wi-Fi連接速度。隨著5G時(shi)代的到來,如何滿足日益(yi)增長的業務流量需求(qiu)?這將是毫米(mi)波發(fa)揮作(zuo)用的地方(fang)。

5G毫米(mi)波是一(yi)項蘊含(han)巨(ju)大潛力(li)的新興技術。在(zai)移動通信領(ling)域(yu),5G毫米(mi)波通常(chang)是指頻率在(zai)24GHz到100GHz的電磁波,由于其波長比較xi)蹋 萇淠芰li)不(bu)強,並且在(zai)傳播過程(cheng)中容易造成能量的快速衰減,應用難xun)群艽蟆5 湊DI公司通信業務部首席(xi)技術官Thomas Cameron博士的說法,關(guan)于毫米(mi)波優劣的討(tao)論已經成了過去(qu)式(shi),最近幾年內發(fa)生(sheng)了很多事lv)椋 幸狄丫 cong)最初的原型制作(zuo)迅(xun)速發(fa)展到成功的現場(chang)試驗,產業內即將進行首次商業5G毫米(mi)波部署。除了移動終端,毫米(mi)波技術也將應用于基站(zhan),從(cong)而為用戶帶來極速的上網體(ti)驗。ADI公司依托獨有的比特到毫米(mi)波能力(li),致力(li)于為客(ke)戶提(ti)供廣泛的技術組(zu)合和系(xi)統(tong)化(hua)方(fang)法。

5G毫米(mi)波部署情景

圖1. 5G毫米(mi)波部署情景

5G毫米(mi)波常(chang)見(jian)部署案例(li)

相比傳統(tong)基站(zhan),毫米(mi)波基站(zhan)體(ti)量很小,可以在(zai)很多場(chang)景下進行靈活的部署,比如在(zai)機場(chang)設立毫米(mi)波基站(zhan),為廣大游客(ke)提(ti)供超高(gao)速、低時(shi)延、高(gao)可靠(kao)的移動網絡。圖1突出了5G毫米(mi)波目前在(zai)28 GHz和39 GHz頻譜中探索的兩jie)殖chang)見(jian)情景。

上圖中的“郊(jiao)區(qu)”這里稱(chen)之為“固定無(wu)線”,該方(fang)案試圖向郊(jiao)區(qu)環境中的家庭(ting)提(ti)供高(gao)帶寬數據(ju)。在(zai)這種(zhong)情況下,基站(zhan)位(wei)于電線桿(gan)或塔(ta)上,並需要覆蓋大片區(qu)域(yu)才能產生(sheng)積極的商業案例(li)。在(zai)初始部署中,假設覆蓋範(fan)圍是室(shi)外到室(shi)外,是以客(ke)戶終端設備安裝在(zai)戶外,並且在(zai)設計鏈接時(shi)確保極好的無(wu)線連接。由于天線向下,而用戶固定,可能不(bu)需要很大的垂直轉向範(fan)圍,但發(fa)射功率可能相當(dang)高(gao),超過65 dBm EIRP,以超大限(xian)度地增加覆蓋範(fan)圍並利用現有的基礎(chu)設施(shi)。

在(zai)密集的城市場(chang)景下,無(wu)線電或天線可能會降(jiang)低到jiang)孛mdash;—街(jie)道水平。基站(zhan)將安裝在(zai)建築(zhu)物屋頂或正面離地較xi)偷奈wei)置,將來可能會發(fa)展成路(lu)燈或其他街(jie)道級安裝。無(wu)論如何,這種(zhong)類型的基站(zhan)將需要垂直掃描(miao)功能,以便在(zai)整個建築(zhu)物的立面上傳送信號(hao),最終隨著移動設備的出現,向地面上xi)囊貧 沒?ㄐ腥撕統(tong)盜荊┐ 托藕hao)。這種(zhong)情況下,傳輸功率可能不(bu)需要像郊(jiao)區(qu)那樣高(gao),但是室(shi)外向室(shi)內穿透(tou)仍然要面對低輻(fu)射玻璃的問題。如圖所示,在(zai)光束掃描(miao)範(fan)圍內,無(wu)論是水平jie)嶧huai)是垂直軸,都(du)需要更大的靈活性。總之,沒有萬(wan)能的解(jie)決方(fang)案,5G毫米(mi)波的部署情形將決定波束合成架構,而架構將影響(xiang)射頻技術的選(xuan)擇。

5G毫米(mi)波的關(guan)鍵技術︰波束合成

5G毫米(mi)波系(xi)統(tong)中的關(guan)鍵技術是波束合成。圖2是行業和文獻中看(kan)到jiang)牟ㄊ銑沙chang)用架構。模(mo)擬波束合成是較常(chang)用的架構,數據(ju)轉換器將數字信號(hao)與寬帶基帶或IF信號(hao)相互轉換,連接執行上變頻和下變頻處理的無(wu)線電收(shou)發(fa)器,在(zai)射頻(例(li)如28 GHz)中,將單個射頻路(lu)徑(jing)分成多條路(lu)徑(jing),通過控制每個路(lu)徑(jing)的相位(wei)來執行波束合成,從(cong)而在(zai)遠場(chang)朝(chao)目標用戶的方(fang)向形成波束。數字波束合成在(zai)大規(gui)模(mo)MIMO的6GHz以下lu)fan)圍中更常(chang)見(jian),其中所有相移都(du)在(zai)數字域(yu)中完成。業界(jie)普遍認(ren)為,目前較實用、有效的波束合成方(fang)法是混合數模(mo)波束成型,它實質(zhi)上是將數字預(yu)編碼和模(mo)擬波束合成結合起來,在(zai)一(yi)個空間(空間復cong)茫┬型 shi)產生(sheng)多個波束,通過將功率shi)賈輛哂姓 ㄊ哪勘曖沒? zhan)可以重用相同的頻譜,同時(shi)在(zai)給定的時(shi)隙(xi)中為多個用戶服務。

波束成型架構

圖2.波束成型架構

波束成型功能受到許多因素(su)的推(tui)動,包括分段形狀和距離、功率電平、路(lu)徑(jing)損耗、熱ren)拗頻齲 嗆撩mi)波系(xi)統(tong)的區(qu)段,隨著行業的學(xue)習和tong)墑歟 枰 yi)定的靈活性。即便如此,仍將繼續需要各種(zhong)傳輸功率電平,以解(jie)決從(cong)小型蜂窩到宏的不(bu)同部署情形。另(ling)一(yi)方(fang)面,用于基站(zhan)的位(wei)到毫米(mi)波無(wu)線電需要的靈活性則要小得(de)多,並且在(zai)很大程(cheng)度上可以從(cong)當(dang)前Release 15規(gui)格(ge)中派生(sheng)出來chu)/p>

ADI公司的波束形成器集成了多個通道,每個通道在(zai)發(fa)射和接收(shou)路(lu)徑(jing)上xi)加卸懶 南轡wei)和幅度控制,使RF和微波前端可以電子(zi)方(fang)式(shi)控制天線波束,以實現非常(chang)好的傳輸瞄準模(mo)式(shi)。無(wu)論用于通信、雷達、電子(zi)戰還(huai)是無(wu)線電,高(gao)集成度使系(xi)統(tong)能夠(gou)提(ti)供更高(gao)性能水平和tou)﹞嘰紓  shi)降(jiang)低系(xi)統(tong)成本(ben)。

波束成形IC+毫米(mi)波UDC相結合,加快5G毫米(mi)波部署

ADI全(quan)新的面向毫米(mi)波5G 基礎(chu)設施(shi)的新型解(jie)決方(fang)案,整合了ADI先進的波束成形IC、上/下變頻(UDC)和tui)淥旌閑藕hao)電路(lu),這種(zhong)優化(hua)的"波束至比特"信號(hao)鏈展現了只有ADI可提(ti)供的一(yi)組(zu)獨特能力(li)。

據(ju)悉,這款新型毫米(mi)波5G芯片組(zu)包括16通道ADMV4821雙/單極化(hua)波束成形IC、16通道ADMV4801單極化(hua)波束成形IC和ADMV1017毫米(mi)波UDC,24至30 GHz波束成形+UDC解(jie)決方(fang)案構成了一(yi)個符合3GPP 5G NR標準的毫米(mi)波前端,支持n261、n257和n258頻段。高(gao)通道密度,加上支持單極化(hua)和雙極化(hua)部署的能力(li),極大地增強了針對多種(zhong)5G用例(li)的系(xi)統(tong)靈活性和可重構性,而同類極好的等效全(quan)向輻(fu)射功率(EIRP)則擴展了無(wu)線電覆蓋範(fan)圍和密度。ADI在(zai)毫米(mi)波技術領(ling)域(yu)的傳統(tong)優勢使得(de)客(ke)戶能夠(gou)利用世界(jie)一(yi)流的應用及系(xi)統(tong)設計,從(cong)而針對熱、RF、功耗和布(bu)線等考慮(lv)因素(su)優化(hua)完整的產品線。

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