Bahagian hadapan Beamformer dan cip penukaran atas bawah untuk infrastruktur 5G gelombang milimeter

Kemas kini: 21 November 2021

"Momentum pembangunan 5G adalah kukuh, dan jalur frekuensi gelombang milimeter (mmWave) 5G menyediakan pelbagai spektrum untuk menyokong kapasiti yang sangat tinggi, daya pemprosesan tinggi, kependaman rendah dan peningkatan bilangan peranti gelombang milimeter 5G, termasuk telefon mudah alih, komputer riba dan seterusnya.

"

Pengarang: Tektronix

Momentum pembangunan 5G adalah kukuh, dan jalur frekuensi gelombang milimeter (mmWave) 5G menyediakan pelbagai spektrum untuk menyokong kapasiti yang sangat tinggi, daya pemprosesan tinggi, kependaman rendah dan peningkatan bilangan peranti gelombang milimeter 5G, termasuk telefon mudah alih, komputer riba dan seterusnya.

Walau bagaimanapun, dari segi kelajuan rangkaian, lebar jalur dan penyegerakan, permintaan untuk ujian dan pencirian rangkaian 5G terkini secara eksponen lebih tinggi daripada rangkaian generasi sebelumnya. Ini memerlukan ujian teknologi baharu dan peranti baharu, termasuk tatasusunan antena berbilang input berbilang output (MIMO), ujian dan penjanaan isyarat frekuensi gelombang milimeter GHz tinggi.

Kami sering menghadapi dua titik kesakitan berikut:

• Uji isyarat campuran: DUT mengandungi isyarat yang perlu diuji, seperti isyarat RF, isyarat digital dan isyarat analog. Persekitaran ujian berbilang mesti disediakan. Pembelian semua peralatan yang berbeza memerlukan banyak wang, dan perbelanjaannya agak besar.

• MIMO/Lebar Jalur: Penganalisis spektrum yang digunakan untuk menguji isyarat 4G pada masa lalu tidak boleh digunakan. Isyarat 5G mempunyai lebar jalur yang lebih luas dan perlu menguji lebih daripada satu saluran pada masa yang sama.


Rajah 1. Pengukuran perisian 5G SignalVu: ACPR, SEM, EVM dan kuasa

Bagaimanakah beamforming diperkenalkan? Kita sering mendengar tentang beamformers memperkasakan gelombang milimeter 5G. Ini bukan gembar-gembur. Pengurusan pancaran ialah ciri penentu dalam komunikasi gelombang milimeter dan akan memainkan peranan penting dalam pembangunan reka bentuk wayarles 5G pada masa hadapan. Pada asasnya, pembentukan pancaran ialah fungsi yang diperlukan untuk gelombang milimeter 5G supaya berkesan untuk pengguna.


Rajah 2. Pembentuk pancaran gelombang milimeter 5G untuk stesen pangkalan dwi-polarisasi 4×4 MIMO (Renesas Electronics).

Beamforming menggunakan berbilang antena untuk menyiarkan isyarat yang sama pada masa yang sedikit berbeza, membolehkan kami memfokuskan isyarat wayarles ke peranti penerima yang ditetapkan melalui sambungan yang lebih berarah, supaya kelajuan komunikasi lebih pantas, kualiti lebih tinggi dan kebolehpercayaan lebih tinggi . Lebih kuat. Beamformer ialah teras sistem, kerana ia memacu setiap susunan antena, yang biasanya menambah sehingga 512 antena dan 1,024 elemen antena. Memandangkan terdapat begitu banyak antena tampalan atau elemen antena dalam setiap unit wayarles, adalah sangat penting untuk mengoptimumkan prestasi keseluruhan, penggunaan kuasa dan kos setiap unit wayarles.


Rajah 3. Persediaan ujian Beamformer MIMO OTA (kiri), termasuk pengukuran kuasa RF (kanan atas) dan padanan fasa (kanan bawah).

Oleh kerana bilangan unit yang begitu besar, setiap aspek reka bentuk beamformer adalah kritikal. Penggunaan kuasa akan didarabkan dengan 512, dan sebarang ketidakpadanan atau ketidakpadanan antara unit juga akan dikuatkan. Anda memerlukan ralat fasa RMS yang baik antara unit, dan kuadratur yang baik antara fasa dan keuntungan apabila mengemudi rasuk, jika tidak tahap jalur sisi akan meningkat, yang akan membahayakan prestasi sistem keseluruhan. Semua ini menjadikan beamformer sebagai bahagian penting dalam reka bentuk wayarles gelombang milimeter 5G.

Walau bagaimanapun, apabila menguji semua aspek pembentukan pancaran, bilangan jam kerja yang diperlukan dan jumlah masa peralatan menghadapi cabaran. Terdapat banyak peranti, banyak parameter dan gabungan unit, anda mesti berhati-hati tentang gandingan antara pelbagai unit. Daripada gangguan kepada penyekatan dan kuasa sinaran isotropik (EIRP) yang setara, ia mesti diukur dari perspektif keseluruhan kawasan antena, jadi pengukuran pengaliran menjadi sangat penting, dan pengukuran atas-udara (OTA) menjadi kritikal.

Kemudian apa? Kami memerlukan lebar jalur yang lebih luas. Kami telah memajukan 5G ke sempadan frekuensi yang sangat tinggi dan lebar jalur segera yang tinggi. Langkah seterusnya untuk 6G ialah mengoptimumkan sumber sedia ada, buat teknologi lebih mesra alam, dan menggunakan spektrum terhad dengan lebih baik.

Pengarang: Tektronix

Momentum pembangunan 5G adalah kukuh, dan jalur frekuensi gelombang milimeter (mmWave) 5G menyediakan pelbagai spektrum untuk menyokong kapasiti yang sangat tinggi, daya pemprosesan tinggi, kependaman rendah dan peningkatan bilangan peranti gelombang milimeter 5G, termasuk telefon mudah alih, komputer riba dan seterusnya.

Walau bagaimanapun, dari segi kelajuan rangkaian, lebar jalur dan penyegerakan, permintaan untuk ujian dan pencirian rangkaian 5G terkini secara eksponen lebih tinggi daripada rangkaian generasi sebelumnya. Ini memerlukan ujian teknologi baharu dan peranti baharu, termasuk tatasusunan antena berbilang input berbilang output (MIMO), ujian dan penjanaan isyarat frekuensi gelombang milimeter GHz tinggi.

Kami sering menghadapi dua titik kesakitan berikut:

• Uji isyarat campuran: DUT mengandungi isyarat yang perlu diuji, seperti isyarat RF, isyarat digital dan isyarat analog. Persekitaran ujian berbilang mesti disediakan. Pembelian semua peralatan yang berbeza memerlukan banyak wang, dan perbelanjaannya agak besar.

• MIMO/Lebar Jalur: Penganalisis spektrum yang digunakan untuk menguji isyarat 4G pada masa lalu tidak boleh digunakan. Isyarat 5G mempunyai lebar jalur yang lebih luas dan perlu menguji lebih daripada satu saluran pada masa yang sama.


Rajah 1. Pengukuran perisian 5G SignalVu: ACPR, SEM, EVM dan kuasa

Bagaimanakah beamforming diperkenalkan? Kita sering mendengar tentang beamformers memperkasakan gelombang milimeter 5G. Ini bukan gembar-gembur. Pengurusan pancaran ialah ciri penentu dalam komunikasi gelombang milimeter dan akan memainkan peranan penting dalam pembangunan reka bentuk wayarles 5G pada masa hadapan. Pada dasarnya, pembentukan pancaran ialah fungsi yang diperlukan untuk gelombang milimeter 5G supaya berkesan untuk pengguna.


Rajah 2. Pembentuk pancaran gelombang milimeter 5G untuk stesen pangkalan dwi-polarisasi 4×4 MIMO (Renesas Electronics).

Beamforming menggunakan berbilang antena untuk menyiarkan isyarat yang sama pada masa yang sedikit berbeza, membolehkan kami memfokuskan isyarat wayarles ke peranti penerima yang ditetapkan melalui sambungan yang lebih berarah, supaya kelajuan komunikasi lebih pantas, kualiti lebih tinggi dan kebolehpercayaan lebih tinggi . Lebih kuat. Beamformer ialah teras sistem, kerana ia memacu setiap susunan antena, yang biasanya menambah sehingga 512 antena dan 1,024 elemen antena. Memandangkan terdapat begitu banyak antena tampalan atau elemen antena dalam setiap unit wayarles, adalah sangat penting untuk mengoptimumkan prestasi keseluruhan, penggunaan kuasa dan kos setiap unit wayarles.


Rajah 3. Persediaan ujian Beamformer MIMO OTA (kiri), termasuk pengukuran kuasa RF (kanan atas) dan padanan fasa (kanan bawah).

Oleh kerana bilangan unit yang begitu besar, setiap aspek reka bentuk beamformer adalah kritikal. Penggunaan kuasa akan didarabkan dengan 512, dan sebarang ketidakpadanan atau ketidakpadanan antara unit juga akan dikuatkan. Anda memerlukan ralat fasa RMS yang baik antara unit, dan kuadratur yang baik antara fasa dan keuntungan apabila mengemudi rasuk, jika tidak tahap jalur sisi akan meningkat, yang akan membahayakan prestasi sistem keseluruhan. Semua ini menjadikan beamformer sebagai bahagian penting dalam reka bentuk wayarles gelombang milimeter 5G.

Walau bagaimanapun, apabila menguji semua aspek pembentukan pancaran, bilangan jam kerja yang diperlukan dan jumlah masa peralatan menghadapi cabaran. Terdapat banyak peranti, banyak parameter dan gabungan unit, anda mesti berhati-hati tentang gandingan antara pelbagai unit. Daripada gangguan kepada penyekatan dan kuasa sinaran isotropik (EIRP) yang setara, ia mesti diukur dari perspektif keseluruhan kawasan antena, jadi pengukuran pengaliran menjadi sangat penting, dan pengukuran atas-udara (OTA) menjadi kritikal.

Kemudian apa? Kami memerlukan lebar jalur yang lebih dan lebih luas. Kami telah memajukan 5G ke sempadan frekuensi yang sangat tinggi dan lebar jalur segera yang tinggi. Langkah seterusnya untuk 6G ialah mengoptimumkan sumber sedia ada, menjadikan teknologi lebih mesra alam dan menggunakan spektrum terhad dengan lebih baik.