Microwave Teknolojisi - Millimeter Dalgalarının sintezi

Daha önce, millimetre dalga iletişim kurulu yönlendirme senaryosu ve propagasyon düşünceleri paylaştık. Bugün farklı şekillendirme metodlarına bakacağız: analog, dijital ve hibrid. Eminim hepiniz analog ışık formlaması konusunda tanıdığınızı biliyorsunuz. Burada, dijital sinyalleri geniş banda ve IF sinyallerine dönüştüren, üst ve aşağı dönüştüren radyo aktarıcılarını bağlayan veri dönüştürücülerimiz var. rf (örneğin, 28 GHz), bir RF yolunu çoklu yollara bölüyoruz ve her yolun fazını hedef kullanıcısının yönünde uzak alanda bir ışık oluşturmak için, her yolun fazını kontrol ederek ışık sintezi yapıyoruz. Bu, her veri yoluna tek bir ışık yönlendirmesine izin verir, bu yüzden teoriye göre, bir kerede bir kullanıcıya hizmet etmek için mimara kullanabiliriz.

Dijital ışık formlaması ne yazdığını anlamına gelir. Faz değişikliği tamamen bir dijital devre içinde uygulanır ve sonra anten tablosuna geçiş tablosu yoluyla beslenir. Basit olarak, her geçici bir anten elementine bağlı, ama pratik olarak her radyo istediği sektörün şeklinde bağlı olan birçok anten elementi olabilir. Bu dijital yaklaşım, sistemlere benzer maksimum kapasitet ve fleksibilit etkinleştirir ve çoklu kullanıcı MIMO geliştirme planını milimetre dalga frekanslarında destekliyor. Bu çok karmaşık ve şu anda bulunan teknolojiye göre ya rf ya da dijital devrelerde çok fazla DC gücünü tüketecek. Ancak gelecek teknolojinin geliştirilmesiyle, milimetre dalga radyosu dijital ışık sintezi olacak.

En pratik ve etkili son zamanlarda ışık formlama yöntemi hibrid dijital analog ışık formlaması. Bu, basitçe bir uzayda birçok ışık üretmek için dijital önkodlamayı analog ışık formlaması ile birleştirir. Bir hedef kullanıcısına kısa ışığı ile güç yönetmek üzere, bir temel istasyonu, verilen zaman alanında birçok kullanıcı servis ederken aynı spektrumu yeniden kullanabilir. Edebiyatta bildirilen hibrid ışık formlaması için birkaç farklı yaklaşım vardır, burada gösterilen altın yaklaşım en pratik uygulamasıdır, aslında adımları ve ışık formlamasının tekrarını simüle ediyor. Şu and a rapor edilen sistem iki-sekiz dijital akışını destekliyor ve aynı anda tek bir kullanıcı desteklemek için kullanılabilir ya da iki ya da daha fazla MIMO katı daha küçük bir sayı kullanıcıya sunabilir.

Analog ışık formlaması için teknik seçeneklerine daha yakın bir bakalım yani hibrid ışık formlaması için bloklar inşa edelim. Burada analog ışık formlama sistemini işlemek için üç modüle bölüyoruz: dijital, bit milimetre dalgasına ve beamforming. Gerçek bir sistem bölüşünün yolu bu değildir, çünkü birisi kayıpları azaltmak için bütün milimetre dalga komponentlerini yaklaştırır, ama bu bölümün nedeni yakında görünür.

Çeşitli ışık sintezi metodları

Beamforming kapasiteleri birkaç faktör tarafından kullanılır, bölüm şekli ve uzakta, güç seviyeleri, yol kaybı, sıcaklık sınırları, etc., ve endüstri öğrenirken ve büyüdüğünde biraz fleksibilik gereken milimetre dalga sistemlerinin parçaları. Bu şekilde, küçük hücrelerden makrosa kadar farklı yönlendirme senaryosunu çözmek için bir çeşit yayım güç seviyeleri devam edecek. Diğer taraftan temel istasyonları için biraz milimetre dalga radyoları çok daha az elaksiyete ihtiyacı var ve şimdiki serbest 15 belirlenmesinden çoğunlukla alınabilir. Diğer sözlerde tasarımcılar, çoklu ışık formlaması yapılandırmaları ile birlikte aynı radyoyu yeniden kullanabilir. Bu, küçük sinyal bölümleri platformlar arasında yaygın ve her kullanım davasının ön tarafı daha özelleştirildiği hücre radyo sistemlerine benzemiyor.

Digitalden antene'ye taşındığımızda sinyal zinciri için temel teknolojilerin ilerlemesini haritaladık. Elbette, hem dijital hem karışık sinyaller ince hatlı CMOS işlemlerinde üretildir. Temel istasyon ihtiyaçlarına bağlı, bütün sinyal zinciri CMOS'da geliştirilebilir ya da muhtemelen sinyal zinciri için optimal performans sağlayacak teknoloji karıştırılır. Örneğin, ortak bir ayarlama, yüksek performanslı SiGe BiCMOS IF ile CMOS veri dönüştürücüsünü milimetre dalga dönüştürücüsüne kullanmak. Görünüşe göre, a şağıda tartıştığımız sistem gerekçelerine bağlı bir çeşit teknik kullanarak ışık formlaması gerçekleştirilebilir. Seçili anten boyutlarına ve transmisyon güç ihtiyaçlarına bağlı, yüksek integral silikon yaklaşımı ya da diskretli PA ve LNA ile karşılaşan silikon ışığı kombinasyonu ulaşabilir.

DBm EIRP antene, anten boyutları ve yarı yönetici teknoloji seçimi için gerekli yayımlayıcı gücünün arasındaki ilişkisi

Önceki çalışmada, transmitör gücü ve teknoloji seçimleri arasındaki ilişki analiz ediliyor, ki burada tamamen tekrarlanamayacak. Ancak bu analizi toplamak için 3. figürde bir grafik dahil ediyoruz. Güç genişletici teknolojinin seçimi gerekli transmitör gücünün, anten kazanmasının (elementlerin sayısı), ve seçilen teknolojinin RF üretim kapasitesine dayanılır. İhtiyarlı EIRP, II-V teknoloji (düşük integrasyon yaklaşımı) veya ön tarafta silikon tabanlı yüksek integrasyon yaklaşımı kullanarak daha az anten elementleriyle ulaşılabilir. Her yaklaşımın avantajları ve sıkıntıları vardır ve gerçek uygulama mühendislik ticaretine bağlı, ölçek, kilo, DC gücü ve maliyeti üzerinde. 2018 Uluslararası Solid-State Döngü Konferansı'nda "Architecture and Technology for 5G Millimeter-wave Radio" sunucusunda Dr. Thomas Cameron tarafından yapılan ADI'nin analizi için 60 dBm EIRP oluşturmak için 2018 Uluslararası Solid-State Döngü Konferansı'nda "Architecture and Technology for 5G Millimeter-wave Radio" sunucusunda en iyi antenna boyutunun 128 ile 256 elementlerin arasında olduğuna karar verdi. Büyük miktarlar RF IC teknolojisine dayanan tüm silikon ışığı formlaması kullanarak ulaşılabilir.

Şimdi buna farklı bir a çıdan bakalım. 60 dBm EIRP FWA için ortak bir EIRP hedefidir, fakat değer temel istasyonun ve çevre çevresinin beklenen menziline bağlı veya yüksek veya düşük olabilir. Yerleştirme senaryosu, a ğaç çizgi bölgelerinde, sokak kanyonlarında veya geniş açık alanlarda, birkaç durumda çözülmesi gereken önemli bir miktar yol kaybı var. Örneğin, LOS olarak kabul edilen yoğun bir şehir yönetiminde EIRP hedefi 50 dBm kadar düşük olabilir.

FCC aygıt kategoriyasına göre belirlenmiş ve yayınlanmış belirlenmeler, yayınlama güç sınırları ve burada temel istasyonlar için 3GPP terminologiyasını takip ediyoruz. Elektrik amplifikatörlerinin teknik seçimlerini daha ya da az sınırlar.

Transmitör gücüne dayanan çeşitli milimetre dalga radyo boyutlu uygulama teknolojisi

Bu tam bir bilim değilse, mobil kullanıcı aygıtları (cep telefonları) CMOS teknolojisine uygun olduğunu görebiliriz, gerekli transmitör gücünün relatively düşük bir sayıyla ulaşabileceği yerde. Bu tür radyo, taşınabilir aygıtların ihtiyaçlarını yerine getirmek için yüksek integre ve güç etkili olmalı. Yerel temel istasyonları (küçük hücreler) ve tüketici terminal aygıtları (taşınabilir güç kaynakları) için gerekli bir dizi teknoloji benziyor, düşük sonu CMOS'dan yüksek sonu SiGe BiCMOS'ya ulaştırıcı güç ihtiyaçlarına katılan bir dizi teknoloji ile ilgili. Orta menzil üssü istasyonu SiGe BiCMOS teknolojisine uygun ve bütün bir kompakt boyutuna ulaşabilir. En yüksek sonunda, geniş bölge üssü istasyonunda, anten boyutlu ve teknoloji maliyeti arasındaki ticaret bağlı bir çeşit teknoloji uygulanabilir. SiGe BiCMOS 60 dBm EIRP menzilinde uygulanabilir olsa da, GaAs veya GaN güç amplifikatörleri yüksek güç için daha uygun.

Şimdiki teknolojinin görüntüsü, fakat endüstri büyük çabalar yapıyor ve teknoloji geliştirmeye devam ediyor ve MMW güç arttırıcıların DC güç etkinliğini geliştirmeye devam ediyor. Tasarımcılarla karşılaşan en büyük sorunlardan biridir.

Yeni teknolojiler ve PA yapıları ortaya çıkarken, milimetre dalga iletişim kurulu eğri değişecek ve yüksek enerji üssü istasyonlar için daha integral bir yapı sağlayacak. Sonunda, a şağıdaki noktaları görüntüleyelim, küçük hücrelerden ve makroslara kadar davaları kullanmak için birçok ön taraf tasarımı yok.