Mikä on 5G NR Wave -signaaliketju?

Millimetriaaltosignaalit tarjoavat laajemman kaistanleveyden ja suuremman tiedonsiirtonopeuden kuin matalataajuiset signaalit. Katso yleistä signaaliketjua antennin ja digitaalisen kantataajuuden välillä.
Uusi 5G-radio (5G NR) lisää millimetriaaltojaajuuksia matkapuhelimiin ja verkkoihin. Tämän mukana tulee RF-kantataajuussignaaliketju ja komponentteja, joita ei vaadita alle 6 GHz:n taajuuksilla. Vaikka millimetriaaltojen taajuudet kattavat teknisesti 30-300 GHz, 5G-tarkoituksiin ne ulottuvat 24-90 GHz, mutta ovat tyypillisesti huipussaan noin 53 GHz. Millimetriaaltosovellusten odotettiin alun perin tarjoavan nopeampia tiedonsiirtonopeuksia älypuhelimissa kaupungeissa, mutta sittemmin ne ovat siirtyneet tiheään käyttöön, kuten stadioneihin. Sitä käytetään myös kiinteän langattoman yhteyden (FWA) Internet-palveluihin ja yksityisiin verkkoihin.
5G mmWaven tärkeimmät edut 5G mmWaven suuri suorituskyky mahdollistaa suuren tiedonsiirron (10 Gbps) jopa 2 GHz:n kanavan kaistanleveydellä (ei kantoaaltojen yhdistämistä). Tämä ominaisuus sopii parhaiten verkoille, joissa on suuria tiedonsiirtotarpeita. 5G NR mahdollistaa myös alhaisen latenssin korkeampien tiedonsiirtonopeuksien ansiosta 5G-radioliityntäverkon ja verkon ytimen välillä. LTE-verkkojen latenssi on 100 millisekuntia, kun taas 5G-verkkojen viive on vain 1 millisekunti.
Mitä mmWave-signaaliketjussa on? Radiotaajuusrajapinta (RFFE) määritellään yleensä kaikeksi antennin ja kantataajuisen digitaalisen järjestelmän välillä. RFFE:tä kutsutaan usein vastaanottimen tai lähettimen analogisesta digitaaliseen osaksi. Kuvassa 1 on esitetty suoramuunnos (zero IF) -niminen arkkitehtuuri, jossa datamuunnin toimii suoraan RF-signaalilla.
Kuva 1. Tämä 5G mmWave -tulosignaaliketjun arkkitehtuuri käyttää suoraa RF-näytteenottoa; Invertteriä ei tarvita (Kuva: Lyhyt kuvaus).
Millimetriaaltosignaaliketju koostuu RF ADC:stä, RF DAC:sta, alipäästösuodattimesta, tehovahvistimesta (PA), digitaalisista alas- ja ylös-muuntimista, RF-suodattimesta, matalakohinaisesta vahvistimesta (LNA) ja digitaalisesta kellogeneraattorista ( CLK). Vaihelukittu silmukka/jänniteohjattu oskillaattori (PLL/VCO) tarjoaa paikallisoskillaattorin (LO) ylös- ja alas-muuntimille. Kytkimet (näkyy kuvassa 2) yhdistävät antennin signaalin vastaanotto- tai lähetyspiiriin. Kuvassa ei ole säteen muodostavaa IC:tä (BFIC), joka tunnetaan myös vaiheistettuna ryhmäkidenä tai säteenmuodostajana. BFIC vastaanottaa signaalin ylösmuuntimesta ja jakaa sen useisiin kanaviin. Siinä on myös itsenäiset vaihe- ja vahvistussäädöt jokaisella kanavalla säteen ohjaamista varten.
Vastaanottotilassa jokaisella kanavalla on myös itsenäiset vaihe- ja vahvistussäätimet. Kun alasmuunnin on päällä, se vastaanottaa signaalin ja lähettää sen ADC:n kautta. Etupaneelissa on sisäänrakennettu tehovahvistin, LNA ja lopuksi kytkin. RFFE mahdollistaa PA:n tai LNA:n sen mukaan, onko se lähetys- vai vastaanottotilassa.
Lähetin-vastaanotin Kuvassa 2 on esimerkki RF-lähetin-vastaanottimesta, joka käyttää IF-luokkaa kantataajuuden ja 24,25-29,5 GHz millimetriaaltokaistan välillä. Tämä arkkitehtuuri käyttää 3,5 GHz kiinteänä IF:nä.
Langattoman 5G-infrastruktuurin käyttöönotto hyödyttää suuresti palveluntarjoajia ja kuluttajia. Tärkeimmät markkina-alueet ovat matkapuhelinlaajakaistamoduulit ja 5G-viestintämoduulit teollisen esineiden internetin (IIOT) mahdollistamiseksi. Tämä artikkeli keskittyy 5G:n millimetriaaltonäkökohtaan. Tulevissa artikkeleissa jatkamme keskustelua tästä aiheesta ja keskitymme tarkemmin 5G mmWave -signaaliketjun eri elementteihin.
Suzhou Cowin tarjoaa monenlaisia ​​RF 5G 4G LTE 3G 2G GSM GPRS -matkapuhelinantenneja ja tukee laitteen parhaan suorituskyvyn antennipohjan virheenkorjausta tarjoamalla täydellisen antennin testausraportin, kuten VSWR, vahvistus, tehokkuus ja 3D-säteilykuvio.