|
根據商業績效創新網絡（Business Performance Innovation Network）2020年3月的一項研究，近四分之三的移動服務提供商已經開始推出5G網絡，或計劃到2021年第3季度推出。而且，日常聯網設備的設計是兼容5G的，并著眼于廣泛的部署和采用。但這只是冰山一角。正如本系列博客#1中所討論的，5G的推出將改變和促進從醫療保健到工業和汽車等領域中新興技術的采用。另外它將推動業界極大增強關鍵通信基礎設施網絡的功能，這項工作已變得至關重要，因為新冠疫情已迫使許多企業轉向遠程工作環境。 采用高速、低延遲的5G基礎設施涉及到諸多方面的工作：需要構建基礎設施，包括增加許多蜂窩基站塔，以及5G網絡的虛擬化。這需要增加許多微型網站并采取其它手段來擴展建筑物內和周圍的超高頻5G網絡。 天線、功率傳輸和其它連接器元器件的優化，將推動5G技術的廣泛快速采用，并改變制造商對待設計流程的方式。 頻率更高，蜂窩更多 通常，只有憑借超過30GHz的毫米波（mmWave）頻率，才能實現5G的最大帶寬和最高速度性能，這對于消費類移動設備網絡是新生事物。雖然它們有可能為射頻吞吐量提供相應的或更大的帶寬，但這些高頻信號不會傳播到很遠處，也不會像較低頻率那樣有效地穿透植被和建筑物。為了規避這些射頻覆蓋和穿透問題，運營商部署了更多的蜂窩站點，尤其是在人口稠密的城市地區。 因此，無線運營商正在全國安裝大約25萬個額外的小型蜂窩站點，以適應毫米波頻率廣泛使用的局面。雖然有多種類型的蜂窩結構可以處理從附近的十幾部設備到數百個連接的各種情況，但大多數蜂窩都是小型的且離散的。這些低功耗節點大約相當于一個背包的大小，由射頻設備和天線組成。 為5G供電 除了5G數據和速度預計會增加，小型蜂窩站點的功耗在設計上也比目前的4G基礎設施還要低。5G蜂窩站點有望減少低頻連接中常見的全天候信號傳輸。這將使5G電池能夠切換到"睡眠模式"，與當前的空閑系統相比，能耗可能會降低10倍。 同樣，使用多輸入多輸出（MIMO）架構為接收器產生最佳信號。該架構允許5G運營商精確地將信號從蜂窩站點指向目標接收器（而不是在所有方向上的高功率傳輸）。因此，為每個接收器傳輸的能量較少，并且蜂窩站點可以以相同的頻率傳輸信號到其它接收器，從而具有前所未有的靈活性。 設計兼容5G的設備 網絡基礎設施的演變只是5G部署的一個方面。無論網絡結構如何，設備制造商現在都必須做好準備，通過定義最佳的射頻設備設計來充分利用5G的優點。與蜂窩站點一 樣，這些設計必須采用一種完全不同的、更復雜的方法。 設備制造商必須決定他們希望每個設備使用5G網絡的哪些部分。現有的射頻電子設備和天線將足以用作簡單、低帶寬的設備，如許多物聯網產品。但是，使用現有的低頻（低于6GHz）或針對毫米波（+30GHz）的優化射頻電子設備以及額外的毫米波天線，將最能支持高性能智能手機和5G接入路由器。 如果將5G天線安裝在印刷電路板上或靠近印刷電路板，那么其射頻性能質量取決于天線與產品之間的整合程度。設備制造商應求助于射頻工程師，以定義和進行最佳的射頻設計，以便通過對每個設備進行最佳調整來提高射頻性能。 針對毫米波5G進行設計時，不僅需要注意天線，還需要注意天線的饋線/印刷電路和連接器。這些連接器的速率應高于10GHz。要從每個設備上的5G電子器件處獲取信 號，需要非常注意每個高頻5G設備上端到端信號的完整性。這種對信號完整性的關 注，將決定這些設備的性能和利用超高速5G信號能力。 對發送和接收5G頻率的元器件進行深思熟慮的設計，對于下一代網絡的順暢推出至關重要。要了解更多有關構建5G基礎設施所需的技術，請閱讀Molex莫仕最新版5G白皮 書。你還可以在我們的5G行業頁面上找到Molex莫仕的5G解決方案。 來源：貿澤電子 作者：Matt McWhinney |
