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PCB 뉴스

PCB 뉴스 - 아시아 6GHz 5G 네트워크의 반도체 기술 추세

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PCB 뉴스 - 아시아 6GHz 5G 네트워크의 반도체 기술 추세

아시아 6GHz 5G 네트워크의 반도체 기술 추세

2021-09-14
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Author:Frank

코로나19 발병은 글로벌 공급망에 도전장을 던졌다.그러나 그전에 무선주파수와 마이크로파반도체업종은 이미 거대한 저항에 직면했다.셀룰러 통신 시장, 특히 휴대용 장비는 화합물 반도체 수입의 50% 이상을 차지한다.10여년간 이 응용은 줄곧 업종의 강대한 추진력이였지만 현재 일부 후속행동은 비교적 약하다.무선주파수 갈륨비소 기기의 수입은 2019년에 감소했는데, 주로 스마트폰 출하량이 감소했기 때문이다.그럼에도 불구하고 화합물 반도체 업계의 전망은 밝다.이 낙관적인 추정치는 주로 5G 네트워크와 장비에서 나온다.이 새로운 표준은 반도체 업계 전반의 성장 엔진이 될 전망이다. 5G 시장은 2019년 이후 무선사업자들이 5G 네트워크와 장비를 배치해왔기 때문에 5G 비전의 세 가지 핵심에 익숙해져야 한다.그림 1은 주요 구성 요소와 이 세 가지 항목이 수행할 수 있는 기능을 간단히 보여 줍니다.통신사와 장비 제조업체가 직면하게 될 과제는 이러한 시나리오의 적시성과 폭을 달성하는 것입니다. 5G는 실제로 널리 사용되는 부정확한 용어입니다.그것은 독립과 비독립의 두 가지 형식을 가리킬 수 있다.후자는 기존의 LTE 코어와 신호망 네트워크를 사용한다.또한 밀리미터파 대역 ("FR2" 또는 "고주파 대역"이라고도 함) 과 6GHz 대역 ("FR1"이라고도 함, "저주파 대역"과 "중주파 대역"으로 구성됨) 으로 나뉜다.3GPP 업계 표준 조직은 5G 표준화 작업을 서두르고 있으며 Rel-15를 개정하고 있습니다.이와 함께 Rel-16/17 표준은 5G의 다른 측면에 집중해 2022년 말까지 승인될 것으로 예상된다. 기술 표준을 꾸준히 높이는 것 외에 5G의 비즈니스 모델에 관심이 쏠리고 있다.통신사는 5G와 LTE 네트워크를 어떻게 구분합니까?5G 네트워크는 비전의 전부 또는 일부를 달성합니까?5G 네트워크 Sub-6GHz 대역에 차세대 무선 네트워크를 배치하는 것은 비싼 프로젝트이기 때문에 사업자들은 5G 애플리케이션을 개발하고 화폐화하기 위해 노력하고 있다.비록 모든 사람들이 5G 비전의 3대 장면에 대량의 연구개발사업에 투입하였지만 5G 마케팅의 초기에는 주로 이동광대역 (eMBB) 을 강화하는데 집중되였다.통신사들이 네트워크 커버리지와 속도를 놓고 서로 경쟁하는 것도 Sub-6GHz 네트워크 아키텍처와 기술에 간접적으로 영향을 미친다. 단점은 속도나 용량을 비교하고 싶다면 5G 네트워크인 Sub-6GHz 대역이 당장 지배적이지 않다는 것이다.이것은 Shannon Hartley의 법칙의 우연한 결과입니다.이 법칙은 특정 채널 대역폭에서 전송할 수 있는 최대 데이터 속도의 이론적 값을 설명합니다: C=B*log2(1+SNR)에서 C는 채널 용량의 한계(bit/s), B는 채널 대역폭(Hz), SNR은 채널 노이즈입니다. 전 세계적으로 매일 새로운 Sub-6GHz 대역이 할당되지만,이러한 대역폭의 대역폭은 수십 또는 수백 MHz로만 측정할 수 있습니다.밀리미터 대역에서는 대역폭이 일반적으로 기가헤르츠급입니다.이는 밀리미터파에 비해 Sub-6GHz 네트워크의 근본적인 단점입니다.그림 2는 에릭슨이 기존의 LTE 네트워크가 최적의 커버리지, 용량, 성능을 갖춘 5G로 발전해야 한다고 어떻게 생각하는지 보여준다.이 하이브리드 네트워크는 기존 2G/3G/4G 표준과 주파수 대역, 5G Sub-6GHz 및 밀리미터 대역을 결합했다.전체 진화 과정은 서로 다른 LTE 주파수 대역의 반송파 집합(CA)에서 시작된다.진화 네트워크는 이중 연결 (DC) 을 가지고 있으며, 그 중 다운링크는 5G Sub-6GHz 대역에서 작동하여 더 많은 채널 대역폭을 커버하고 업링크 신호는 LTE 네트워크에서 유지됩니다.결국 이 네트워크는 Sub-6GHz와 밀리미터파 대역에 있는 CA와 DC를 포함한 다양한 조합의 모델로 업그레이드되었다.

회로 기판

강점 사업자는 LTE 네트워크를 모든 기능을 갖춘 5G 네트워크로 업그레이드하기에 이상적입니다.이러한 진화 과정은 여러 주파수 대역과 표준, CA 및 DC와 관련되어 있어 복잡하고 비용이 많이 듭니다.네트워크의 Sub-6GHz 부분에 채널 대역폭이 부족하고 혼합 네트워크의 복잡성이 증가하지만 5G 네트워크에도 많은 이점을 제공합니다. 저주파 대역의 큰 장점은 신호 전파 특성입니다.송신 신호의 경로 손실은 20log10(f)의 배수 관계로 주파수가 증가함에 따라 증가한다.같은 거리에서 28GHz의 신호 손실은 700MHz의 신호 손실보다 32dB 높다.기지국의 최대 발사 전력이 일정하다는 점을 감안할 때, 이 고주파 대역 아래에서 증가하는 경로 손실은 28GHz 장비의 커버리지를 크게 제한한다.또한 Sub-6GHz 신호는 밀리미터파 신호보다 낮은 건물 투과 손실을 가지고 있습니다.이는 대도시 지역에 5G 네트워크를 배치하는 데 매우 중요하다.

A6GHz 네트워크는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 기술과 대규모 MIMO 안테나의 적용에서도 뚜렷한 장점을 가지고 있다.MIMO는 기지국과 사용자 단말기의 여러 송신기와 수신기에 의존한다.복사기는 분리되어 있기 때문에 발사된 신호는 다른 경로를 따라 수신기에 도달한다.공간 분집과 재사용 기술을 이용하여 단일 채널 다중 데이터 흐름과 다중 채널 전파를 결합하면 신호의 노봉성 (신소 비율) 과 데이터 속도를 높일 수 있다.

이 MIMO 안테나 아키텍처는 방정식 1의 채널 용량이 1 단계에서 비슷하면 MIMO 안테나가 n배 (n은 안테나 복사기 쌍의 수와 같음) 로 증가 할 수 있기 때문에 대부분의 5G 네트워크의 기둥이 될 것입니다.3GPP 이전에 출시된 표준 버전에서는 안테나 구조가 8T/8R 구성, 즉 8개의 송신기와 8개의 수신기로 제한되어 있었다."대규모 MIMO"(mMIMO) 라는 단어도 보편적이지만, 지금은 기본적으로 송신기의 수가 8개를 훨씬 넘는다는 것을 의미한다.현재 5G 배포에서는 mMIMO 기지국과 액세스 포인트의 각 안테나에 최대 1024개의 방사선이 있는 것을 볼 수 있다.

mMIMO는 Sub-6GHz와 밀리미터파 PCB에서 구현되는 방식이 다르기 때문에 아키텍처와 설계 표준에 미세한 차이가 있습니다.6GHz 미만의 신호는 밀리미터파 신호보다 더 긴 파장을 가지기 때문에 더 많은 전송 반사가 발생한다.이는 더욱 풍부한 다경전파환경을 창조하고 MIMO의 우세를 발휘할수 있다.또한 최적의 무선 링크를 구축하고 유지 관리하려면 채널 상태 정보를 이해해야 합니다. 여기에는 산란, 쇠락, 경로 손실 및 차단과 같은 매개변수 정보의 처리 및 업데이트가 포함됩니다.이러한 작업은 Sub-6GHz 대역에서 더 반복될 수 있으므로 신호 전파에 더 유리한 환경을 제공합니다.