Mikrowellen-Technik - Forschung zu 5G Millimeter-Wave Leiterplatte Kommunikationstechnologie

5G Millimeterwellenkommunikation bezieht sich normalerweise auf die elektromagnetische Welle, deren FrequenzBand 30~300GHz und entsprechende Wellenlänge 1~10mm ist. Seine Betriebsfrequenz liegt zwischen Mikrowellen- und Ferninfrarotwellen, und es hat die Eigenschaften von zwei Arten von Spektrum. Das Frequenzband nahe 24GHz oder höher ist auch definiert als Millimeterwellenbereich. Millimeterwelle hat die Eigenschaften eines Breitbandes, schmaler Strahl, geringe Übertragungsstörungen, gute Sicherheit, kleiner Multipath-Effekt, hohe Dopplerauflösung, kleine Gerätegröße, und einfache Integration, etc., So hat es eine breite Anwendungsperspektive in der 5G-Mobilkommunikation, Internet der Dinge, Radar, Satellitenkommunikation, und andere Bereiche. Zur Zeit, Die hauptsächlich betroffenen Frequenzbänder sind 28-30ghz, 38GHz, 45GHz, 57-71ghz, 71-76ghz, 81-86ghz, 100GHz, und so weiter.

1., Anwendungsszenario

5G-Millimeterwellen-Kommunikationsanwendungen umfassen Millimeterwellen-Wellenleiterkommunikation, Bodenkommunikation und Satellitenkommunikation, militärische Kommunikation sowie drahtlose Bodenkommunikation und Satellitenkommunikation. Im Zusammenhang mit 5G-Kommunikation. Gemäß der Definition von 3GPPTR38.913 sind mehrere Szenarien im Zusammenhang mit Hochfrequenzbandanwendungen Indoor Hot Spots, dichte städtische Gebiete, Makroabdeckung, Hochgeschwindigkeitsbahnzugang und -retransmission sowie Satellitenerweiterung zum Boden.

2, Schlüsseltechnologien

Die wichtigsten technischen Herausforderungen der Millimeterwellenkommunikation sind Millimeterwellenkommunikation, Millimeterwellenantennen, Ultra-Breitband-Signalverarbeitung mit geringer Komplexität, Raumkanalmodelle und Optimierung von Netzwerkarchitektur und Flughafen, und eine Kombination aus Flughafen und Hochfrequenz-Leiterplatte band.

3, Systemarchitektur

Die Hardware der 5G MMW-Basisstation besteht aus Basisbandmodul, wenn Modul und MMW-Moduleinheit

Basisbandmodul: um 5G Basisbandverarbeitung zu erreichen, Beamforming digitaler Domänen, Basisstationsübertragung und andere Funktionen, von CU, DU, und EVU digitale Logik gemeinsam zu erreichen, in circuit design usually use CPU+DSP+FPGA architecture, oder dedizierte SOC-Chip-Basisband-Verarbeitung verwenden, aber benötigen auch IP Switching Chip, Übertragungsschnittstelle und andere Schaltkreise. Bei Modul und Millimeterwellenmodul: befindet sich in EVU-Einheit, includes the digital front end (DFE), analog/digitale Umwandlungsschaltung, Millimeterwellenmischer, Analog Domain Beamforming und Antennen Array, inkl. FPGA- oder SOC-Chip für Basisbandverarbeitung und DFE-Funktion, Uhrensystem, DIGITal-Analog-Konvertierung ADC, DAC,Millimeterwellenplatine und Antennen-Array, etc.

5G Millimeterwellenkommunikation

4., Das Kommunikationsfrequenzband muss sich bis zur Richtung der Millimeterwelle erstrecken

4.1Mit der Entwicklung der hohen Kapazität, der hohen Rate und der niedrigen Verzögerungsdienste wird sich das Kommunikationsfrequenzband unweigerlich in die Richtung der Millimeterwelle ausdehnen;

4.2Die grundlegende Architektur der Mobilfunkkommunikation 5G wird den Kommunikationsmodus annehmen, der Niederfrequenzband und Millimeterwellenband kombiniert;

4.3Hauptanwendungsszenarien von 5G Millimeterwellenkommunikation um Probleme mit dem Hotspot-Verkehr zu lösen, Das Volumen der Millimeterwellen-Basisstation ist kleiner, bequeme verdeckte Installation; Geeignet für Bereiche, in denen der Zugang zu Glasfasern schwierig ist oder die Kosten hoch sind, Installieren Sie das CPE-Terminal an einer Wand oder in der Nähe eines Fensters. Millimeterwelle, MEC, KI-Technologie, geeignet für die Vernetzung des Parks; Smart Control Anwendungen wie Smart Factory, Smart Parks, und intelligente Docks werden gebaut.

5., Marktgröße

Mit fortschreitendem 5G-Bau beginnt die drahtlose Sub-6ghz-Infrastruktur bereitzustellen, um die Bandbreitenlücke zwischen bestehenden 4G LTE-Netzwerken und zukünftigen Mill Wave (mmW) 5G-Implementierungen zu überbrücken. Die Anzahl der Deployments wird voraussichtlich in 2018 von 38.000 auf 1.4 Millionen ansteigen, wobei die Hauptanwendungen in den Bands 24-27ghz und 27.5-29.5ghz liegen.

Hochfrequenzmarkt

In den nächsten 4-5 Jahren, Der Basisstationsbau Markt wird explosives Wachstum sehen, im Vergleich zu 4G, Markt für Hochfrequenzgeräte, 5G M-MIMO Makrostation wird voraussichtlich das 3-4-fache Wachstum erreichen, 5G Millimeterwelle will also be about 8 times the market growth; The total market is expected to grow at a cagR of approximately 13% from a trough of $1.48 billion in 2018 to a peak of $3.16 Milliarden in 2024; In Bezug auf die Unternehmenszusammensetzung, der kombinierte Beitrag von 5G M-MIMO Makrostation und 5G Millimeterwelle wird mehr als 50%.

6. , Fortschritte und Engpässe bei der Kommerzialisierung der 5G-Millimeterwelle

Zur Zeit, die Vereinigten Staaten, Japan, Südkorea, und andere Länder haben die 5G-Millimeterwellenspektrumsparte abgeschlossen und den kommerziellen Einsatz begonnen, und die entsprechende Industriekette hat auch vorläufige Reife erreicht. Allerdings, im Vergleich zu den Vereinigten Staaten, Japan, Südkorea, und andere Länder, Der Kommerzialisierungsprozess von 5G MMW im chinesischen Markt verzögert sich relativ. Obwohl 24-Stunden.75-27.5ghz und 37-42.5ghz Bänder wurden im Juli 2017 für 5G MMW experimentelle Bänder genehmigt, Der spezifische kommerzielle Zeitplan von MMW wurde nicht offiziell veröffentlicht. Das Fehlen einer klaren kaufmännischen Zeitplanung auf oberster Ebene und die geringe Reife der Industriekette schränken auch die industrielle Entwicklung ein. The r&d and manufacturing of components in upstream of the DOMESTIC 5G Millimeterwellenkommunikation industry chain are still in the pilot stage of R&D. Begrenzt durch technologische Realisierung, Produktionskosten, und Zeitplan für den Bau der Infrastruktur, es hat noch keine kommerzielle Massenproduktion erreicht.