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5G解決方案推薦之有源天線系統(tǒng)AAS

Qorvo半導(dǎo)體 ? 來源:互聯(lián)網(wǎng) ? 作者:佚名 ? 2017-11-09 09:29 ? 次閱讀
5G 始于載波網(wǎng)絡(luò)

5G 網(wǎng)絡(luò)必須處理許多需要不同有源天線系統(tǒng)(AAS)的功能,以應(yīng)對(duì)增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB)、大規(guī)模機(jī)器類型通信(mMTC)和超可靠低延遲通信(uRLLC)的挑戰(zhàn)。

輸12

其中的第一大應(yīng)用將是有源天線系統(tǒng)(AAS)在毫米波頻段(mmWave)中提供固定無線接入(FWA)。

FWA 是在毫米波頻段中實(shí)現(xiàn) 5G 的基礎(chǔ)。運(yùn)營商和基礎(chǔ)設(shè)施制造商都一直在進(jìn)行試驗(yàn),并計(jì)劃通過這項(xiàng)服務(wù),以更具擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性的方式提供寬帶。盡管該服務(wù)的受眾是游牧式用戶和固定用戶,但在設(shè)計(jì)中考慮到了真正的移動(dòng)性。因此,運(yùn)營商得以涉足將成為移動(dòng) 5G 基礎(chǔ)的全新毫米波技術(shù)(比如相控陣天線和混合式波束成形)。

3GPP 標(biāo)準(zhǔn)定義中最近的一個(gè)轉(zhuǎn)變——增加加速路徑,稱為非獨(dú)立(NSA)5G——作為一種經(jīng)濟(jì)高效的方式,可將早期的5G優(yōu)勢(shì)帶入市場(chǎng),而無需增建獨(dú)立(SA)5G 所需的5G 網(wǎng)絡(luò)核心。NSA 使用現(xiàn)有4G 3GPP 頻段作為LTE控制平面錨來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

有源天線系統(tǒng)(AAS)/全維度多路輸入/多路輸出(FD-MIMO)

有源天線系統(tǒng)(AAS)是先進(jìn)的基站平臺(tái),其成本、結(jié)構(gòu)和性能均經(jīng)過優(yōu)化。4G 版本12增強(qiáng)功能顯著影響了設(shè)計(jì)增強(qiáng)型 NodeB(eNodeB) 無線電的方式。版本12項(xiàng)目包括載波聚合的新組合、具有下行鏈路 MIMO(多輸入/多輸出)的空間復(fù)用增強(qiáng)功能以及AAS 中所需的 RF 要求。

該圖概述了具有相應(yīng)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的版本12項(xiàng)目的部分內(nèi)容。

MIMO 技術(shù)使用安裝在源(發(fā)射器)和目標(biāo)(接收器)上的多個(gè)天線來提高容量和效率。如前面的圖片所示,天線越多,數(shù)據(jù)流層越多。這使得單個(gè)用戶的數(shù)據(jù)管道增大或不同用戶使用多個(gè)數(shù)據(jù)管道(也稱為多用戶(MU)MIMO)。

大規(guī)模 MIMO 將 MIMO 提升到一個(gè)新的水平。如今的 MIMO 部署通常由基站上的最多八個(gè)天線以及接收器上的一到兩個(gè)天線組成。因此,基站可以同時(shí)將八個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送到八個(gè)不同的用戶或雙重發(fā)送兩個(gè)數(shù)據(jù)流到四個(gè)用戶。大規(guī)模MIMO可擴(kuò)展到數(shù)十或數(shù)百個(gè)天線(理論上可達(dá)數(shù)千個(gè)),提供眾多功能和優(yōu)勢(shì),其中包括:

  • 大幅提升的容量和可靠性

  • 更高的數(shù)據(jù)速率和更低的延遲

  • 更好的連接(特別是對(duì)于 5G 所使用的具有挑戰(zhàn)性的較高頻率)

  • 更少的小區(qū)間干擾

  • 通過波束成形實(shí)現(xiàn)更高的效率和更好的信號(hào)覆蓋

下圖說明了有源天線系統(tǒng)(AAS)/全維度(FD) MIMO 基站如何在水平和垂直方向上指引波束。這一操作動(dòng)態(tài)地指向天線方向圖,為每個(gè)相應(yīng)的用戶提供更好的鏈路和更高的容量。這樣,用戶就能實(shí)現(xiàn)流量分流,更快速地釋放無線電資源以供他人使用,使整個(gè)小區(qū)的總?cè)萘揩@得凈增。

下圖說明了有源天線系統(tǒng)如何使用波束控制為商業(yè)建筑住宅內(nèi)的用戶端設(shè)備(CPE)提供端到端的固定無線接入(FWA)連接

5G FWA的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是支持極高的峰值數(shù)據(jù)速率,每位用戶因此無需具備專用的固定設(shè)施。為了實(shí)現(xiàn)更高的峰值數(shù)據(jù)速率和更高的系統(tǒng)容量,F(xiàn)WA 無線電將使用24GHz 到 42GHz(可能更高)的全新頻段。

使用更大的天線陣列可提供額外的波束成形,從而克服在毫米波頻率范圍內(nèi)遇到的更嚴(yán)峻的傳播挑戰(zhàn)。這些陣列可能具有數(shù)百個(gè)元件,但是由于波長短,因此極其緊湊。例如,30GHz 的 64 元件天線陣列大小只有 40mm x 40mm。大陣列提供非常集中的波束,這些波束可以在不到一微秒的時(shí)間內(nèi)重定向。此外,大型相控陣還可以作為單個(gè)陣列或者作為多個(gè)獨(dú)立的子陣列,指引獨(dú)特的波束在同一頻率資源上同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶終端。下圖顯示了 AAS 天線陣列(含AAS基站塔)的按天線 RF 子系統(tǒng)中 2x2 RF 前端模塊的框圖。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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原文標(biāo)題:載波網(wǎng)絡(luò)將如何實(shí)現(xiàn) 5G?港真,全是套路

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