5 g的尖端

运营商和芯片制造商正在庆祝第一个符合标准的5 g商业服务的推出。

“我们正式在5克的时代,”约翰·斯密说,负责工程的副总裁高通在最近5 g在IEEE国际峰会微波研讨会(IMS)在波士顿。运动是发生在商业。主要的美国运营商Verizon,美国电话电报公司(AT&T)和Sprint设立了5 g移动网络服务在选择城市拥有有限数量的用户。

评论者已经证实,在大多数情况下,服务是快速和相当可靠的锋利的地理范围内。韩国、英国、瑞士、西班牙有一些商业5克网络现在,中国将在10月份推出5克。俄罗斯、日本和许多其他国家试验床,2020商业发射计划。

尽管芯片制造商和原始设备制造商热衷于5 g的当前状态或product-heavy 4 g的潜在市场替代警告说,后勤,技术和法律障碍仍然需要被清除之前5 g技术可以进步足以满足雄心勃勃的角色标准机构和技术提供商。

“那些实地试验是有趣的,我参与,”Frank Schirrmeister说,高级产品管理组主管节奏设计系统。“这成本也许每月10美元超过定期航行服务。但我问自己,“这是每年120美元,让我女儿下载一个150 mb Netflix在不到一分钟的时间,而不是13集,或者我只是流呢?’”

所以运营商真的能赚钱了5克吗?在这一点上,现在还不清楚。“即使他们提高月度费用由20美元雄鹿之后,那不是世界,但它让你认为,尽管航空公司显然是兴奋5克,他们认为他们可以从里面赚到钱,”Schirrmeister说。“有多昂贵,消费者会是什么?看来大部分的推出可能会变得非常特定于应用程序的。它可能不是一个消费者的事情。如果我想让我的工业生产线5 g连接非常低的延迟,这就是它将围绕。这些自定义应用程序可能发挥重要作用的糊涂事,但我们可能不会看到这方面自己。”

可能是,“腿”的5 g三角形,“我们不可能只看到高带宽,低延迟或支持每公里一百万设备,“Schirrmeister说。“我们只会看到这些后。”

播放到或用例的混乱方面人们谈论当他们说5 g,首席分析师伯爵Lum说EJL无线研究。“他们都意味着另一个。是智能手机吗?固定无线?sub-6-gig吗?毫米波吗?这是一个不同的用例吗?”

爱立信的2019年6月流动性报告预测全球移动5 g订阅只能达到1000万到2019年底,上升到1.8 - 20%的所有移动宽带subscriptions-by 2024年底。

运营商商业5 g的移动服务更明显的例子,但高通,oem和其他供应商如Qorvo和Anokiwave-which mmWave前端ICs, mmWave SI核心集成电路和有源天线ASICs-have侧重于5 g IC的发展和更传统的微波客户。Quorvo 5 g的阵容包括相移、前端模块和天线系统组件和运送了1亿5 g无线基础设施设备。

只有最基本的服务出现在一开始,但即使是那些允许聚合的频谱给特定应用程序的保证带宽sub-6GHz范围目前占领并连接的移动网络物联网或其它低功耗设备使用700 mhz频率使用相同的物理足迹和相同的网络框架。

“相控阵波束形成,它不再是一个全向宇宙,“志诚说。“5克仍在初级阶段的商业部署,但这是一个真正的轴心点5 g。”

建筑的动力
无论如何,5 g是前进。“没有什么是要停止5克,”本·托马斯说,Qorvo技术营销总监,在最近的一次演讲。然而,他承认将会有一个学习曲线适应多频网络。

“最大的挑战,我们的工程团队和整个行业只是复杂性越高,”托马斯说。“当我们搬到毫米波波段28和38 ghz,我们认识到,它是由一个非常不同的用例。”他说。

Sub-6GHz频率容易适应移动网络测试,例如,但没有能力的一小部分高于28 ghz的频率和速度。关键是要知道哪些应用程序可以充分利用mmWave连接来改善自己的表现或为应用程序处理回程或其他任务在较低的频率。

“毫米波,challenges-propagation短程,但我们的目标是真正对网络容量和高密度区域,”托马斯说。“来支持这些乐队我们必须显著改变我们所做的设计和测试在这些环境中…多载波聚合相结合的组合,双上行,和更复杂的波形和调制方案,坦率地说,你看着一个指数对射频部分的影响。”

另一方面,能够做5 g商业惊讶一些专家有几十年经验的建筑mmWave军事通信系统和雷达。

“两、三年前,我会说没有机会,”安德鲁哉,雷声公司和高级首席工程师5 g峰会的主席IEEE最近的IMS在波士顿。

文中“施工技术仍然非常劳动密集型和需要做各种各样的优化混合动力模块,“哉说。“在相控阵,有很多您需要检查。如果你想检查数组必须检查你所有不同的渠道。需要单独测试每一个元素和检查振幅出来以确保每个元素相移。这是一个很多测试。”

下来许多5 g的派克发售和成本不仅是努力构建一个网络中继器给网络,而且还建立某种程度的边缘计算设备来保存和移动数据very-low-latency超级加速用户的网络应用程序。

“试图从哪里获得数据存储的使用将是一个问题,”特帕兰杰佩说,首席技术官Veeco。“你不赌毫秒延迟如果你有去云所做的一切,所以需要有一个服务器或存储的基础设施遍布边缘的数据可以提前搬到近的地方需要之前它是必需的。”

很明显,5 g网络本身必须建立在一个层次结构,将设备最远的away-possibly)注册在同一个地点4 g蜂窝基站。毫米波衰减迅速,连锁店的家庭基站和微微细胞达到基站接入点地方非常接近最终用户或用户必须安装。

这将需要非常高的密度配置5 g网络,然而,与家庭基站每隔100米,也许甚至微微细胞在较短的距离。

“有更有效的方式方法,如无线网状谷歌一直在使用它的一些产品与中继器,在这种情况下,部署与毫米波可以非常迅速,”帕兰杰佩说。”但仍然存在的问题是如何得到这么多数据通过回程系统,这将使用高功率设备和光纤可能。”

能源使用
一旦到位,使用应该快速增长。

“好消息是,它可能会很快蔓延到客户,4 g一样,因为一旦它是可用的,每个人都想拥有它,和它不会花很长时间来构建到他们的电话,”帕兰杰佩说。“坏消息是,你最终会做很多下游5 g手机和4 g上游由于能力和精力的限制,它可能需要一段时间来构建功能,让任何人想把一个企业应用程序。5克是崭新的。消费者服务是好的,但是你不想把一些关键任务。所以你不会看到企业服务一段时间。对消费者的东西现在没关系,但它太新的信任任何关键任务。”

例子:“我们听到一个很粗略的估计,对mmWave基站的数量将10 x 4 g LTE相比,“Rajeev Rajan说,解决方案高级主管有限元分析软件。“我们已经知道几乎70%的LTE营运成本来自基站。如果你要做10 x的基站数量,他们真的要做他们的家庭作业而言,试图优化部件不只是为了成本,但对于能源法案。你有看中的一切信号链优化能源效率。”

力量增加复杂性。“毫无疑问,当你设计一个更复杂的算法,它将消耗的能量更重要的是,”彼得说,研发经理Synopsys对此的解决方案组。“当你有所有这些活动,有这些东西。需要更多的权力。”

5 g耗尽电池供电的设备如智能手机并不像一些。“系统可以找到下一个层次网络,”尼尔说考虑,产品经理,垂直市场解决方案组导师。“我们将总是有3 g, 4 g选项对于某些地方5 g和mmWave真的难以穿透人,树木,建筑等等。的另一件事要处理的一个问题是能耗。如果你有10倍的数据将你的设备,它将使用10倍的电力消耗。它可能不是很线性,但它确实需要更多的能够权力分析你的设计在很多不同的场景,看看这将受到影响。”

这只是一部分的图片。“即使没有考虑优化特定的芯片组,约40%的能源数据中心使用冷却器和冷却装置,“ANSYS的Rajan说。“会有g和eb的丰富的多媒体创造了在这些网络上传输和消耗。基站是挤满了相控阵天线和fpga。它可以是一个大问题。我的数字可能不准确,但大约每2瓦的能量消耗,生成3瓦的热能。所以对于每一个50瓦的能量在一个基站,得到150瓦的热能在盒子里。大量的能量在一个盒子,没有寒冷,没有风扇。你可以得到一个设计的基站只不过是巨大的散热器。这是一个巨大的问题。”

努力使5 g适用于从低功耗知名物联网网络,宽带移动网络可能阻止它被归类到特定的角色。但也很难知道从哪里开始在决定从频率用于中继器的密度内置网络。

罪魁祸首的其他problems-cost和布局5 g网络和热问题尤其mmWave无线电信号的快速失去动力,限制的范围和连接5 g网络工程设计主管艾哈迈德·哈利勒说,模拟设备。“损失增加20 db每十年的频率。讨论了毫米波30 ghz,大约20 db的额外损失,不能掉以轻心,尤其是当你去一个频率半导体不太善于以较低的频率提供能量。这意味着我们不会得到3公里的报道。它将更像300米,如果这样,会影响其他的东西。”

衰减的程度意味着设计师要设计一个收缩较小的细胞层次毫微微基站,pico,微观和宏观细胞各自得到一层接近客户,直到最小的可能只覆盖一个房间内。

热量和成本
衰减导致另外两个主要problems-heat和成本。建立由于热转换效率低功率射频信号基站功率放大器。成本产生的航空公司或业主的私人5 g网络意识到他们不得不购买不少蜂窝网络信号中继器获得更好的覆盖在一个特定的区域,但足够femto-cells或微微细胞将至少一个接入点,内外,每100到300英尺。

越来越获得基站可以减少所需的网络中继器数量,但添加获得的唯一方法是增加力量,增加了两倍多的热功率。

“在一个典型的系统可能有64个频道与四个功率信封,在信封的天线,“烟囱说。“在4 g远程广播单位4 x 40瓦特范围= 160瓦,这是名义上的。在大规模分布式天线系统可以是160瓦,200瓦,也许更高。和你不知道的贡献,如果有的话,beamformer使热量积聚。”

华为和一个或两个其他制造商水冷基站在今年春天在巴塞罗那还展出,烟囱说。很酷,然而,这是一个糟糕的主意。“你不想把任何有一个系统,可以停止工作。”