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PCB新聞

PCB新聞 - 世界正朝著5G的方向發展,但能够在世界各地漫遊的5G手機將不會出現

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PCB新聞 - 世界正朝著5G的方向發展,但能够在世界各地漫遊的5G手機將不會出現

世界正朝著5G的方向發展,但能够在世界各地漫遊的5G手機將不會出現

2021-09-15
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Author:Frank

我們正在見證全球朝著5G的方向發展. 國家, 移動運營商, 和儲存格 PCB電話製造商 都在爭先恐後地提供新一代的蜂窩連接, 或者至少帶頭. 然而, 全球走向5G並不意味著將有5G手機能够進行全球漫遊. 與LTE不同, 生產支持全球漫遊的5G手機可能不可行 5G網絡, 或者可能不經濟. 相反地, 5G可能會將手機市場推向更具區域性的相反方向.

5G frequency bands are not global
First, the new "global" FR1 bands (n77, n78, and n79) are not actually global at all; in many cases, countries are allocating different subsets of these bands (see Figure 1 and Figure 2). 其次, FR2的分配 毫米r波頻段相似, 使問題成倍新增. 第3, many operators will initially deploy non-standalone (國家安全局) 5G, 這將帶來5G和區域LTE頻段之間複雜且難以控制的互動問題

有些人可能還記得LTE時代的黎明,當時頻段1和7被視為全球頻段。 不幸的是,這兩個頻段僅用於某些領域。 被視為全球頻段的其他頻段(如41頻段)在部署時也產生了區域分佈差异。 例如,美國分配了所有可用的頻段,而中國只選擇了一部分。 到目前為止,考慮更均勻地分配頻帶41,目的是在重新分配的頻帶n41中部署5G NR。

出於同樣的原因,新的“全域”頻帶n77、n78和n79也存在同樣的碎片問題。 國家和地區向移動運營商分配頻譜或拍賣頻譜的管道幾乎沒有改變。

電路板

Phone problem
The resulting regional distribution differences have had a significant impact on mobile phone manufacturers, 他們必須弄清楚如何支持相互衝突的需求. 運營商通常希望手機能够針對其使用的頻段進行優化. 然而, 手機製造商希望在全球銷售, 或者至少在一個大的區域, to support the different frequency bands and carrier aggregation (CA) combinations used by all their target markets.

此外,領先製造商已選擇參加全球認證論壇(GCF)互操作性認證,該認證提供了使用LTE手機漫遊的優勢。 GCF的常見做法是在指定頻帶的整個頻率範圍內驗證互操作性。 這就引出了一個問題:當一個運營商或一組運營商僅部署分配頻帶的子集時,會發生什麼情况?

考慮n77的情况,它覆蓋3.3到4.2 GHz。 理論上,一個單一的n77解決方案將支持在世界所有地區使用該頻段的行动电话。 實際上,運營商需要的解決方案是針對在其各自區域中分配的頻譜子集進行優化的,在某些情况下,頻譜的子集窄至100MHz。 如果n77不能用作全域解決方案,那麼n78的3.3到3.8 GHz又如何呢? 請3思。 到目前為止,只有少數運營商計畫部署n77或n78的3.3至3.4 GHz部分。 行动电话製造商是否需要在尚未部署的頻率範圍內實現互操作性? 當然,操作員不需要這樣做。

實施更多的區域解決方案可以提供效能優勢,主要是因為行动电话製造商可以定制過濾並優化針對某個頻帶子集調整的功率和低雜訊放大器。 例如,在首次推出時,大多數(如果不是全部的話)n77前端模塊都將使用非聲學濾波器,該濾波器可為非常寬的900MHz頻譜(比當前任何LTE頻段都寬得多)提供良好的效能。 當使用n78的子集(如400MHz)時,帶有陡峭濾波器裙板的體聲波(BAW)濾波器提供更好的效能,從而提高帶外頻率抑制,並减少帶邊緣的插入損耗。 這是行动电话製造商權衡方案的一個示例。 專注於區域解決方案將提高移動運營商的網絡效能,但將失去全球漫遊能力。

頻帶n79(4.4至5GHz)也面臨同樣的困境。 中國更喜歡該頻段的4.8至4.9 GHz部分,而日本則考慮4.5至4.6 GHz。 支持整個頻段的解決方案將在這兩個國家適用,但不會針對任何較窄的子集進行優化。 如果您是這兩個國家的運營商,您會選擇全球n79解決方案還是為您所在國家的用戶提供更高效能的解決方案? 另一方面,作為製造商,您希望為中國和日本提供不同的手機,還是在這兩個國家推出相同的手機?

FR2頻譜的區域分配使得碎片化問題更具挑戰性, and there are differences between regions and between operators in each region (see Figure 3). 考慮到天線, 射頻實現 毫米r波手機可能比6GHz以下的手機更依賴於頻率. 如果行动电话必須支持多個寬間隔 毫米r波頻率範圍, 可能需要多個天線陣列, 或者至少更複雜, 有耗天線. 更大的挑戰是 毫米r波前端可以在行动电话的多種配寘中實現, 每個配寘將佔用寶貴的空間, 而且手機本身也面臨尺寸限制. 考慮到行动电话的體積正在接近便攜性的極限, 這是個問題.
使用 毫米r波5G頻段 也會因國家而异.
NSA, SA and LTE
The initial approach to 5G is different in each region. 在世界許多地區, 運營商計畫通過採用NSA 5G加速5G部署. NSA使用LTE錨定頻帶進行控制,並使用更寬的5G頻帶來提供更快的資料速率. 使用此方法, 運營商只需使用其現有LTE網絡即可快速實施5G, 無需構建新的5G覈心網絡. 然而, some Chinese operators plan to quickly transition from NSA to standalone (SA) 5G, 或在某些地區, 直接從LTE過渡到SA 5G. SA不需要LTE錨定點,需要構建完整的5G網絡, 但它簡化了多頻帶CA組合的實現, especially on the uplink (UL).