解决5 g的棘手问题

5 g糊涂事开始冲击市场,伴随着一系列尚未解决的技术和业务问题这下一代无线技术。但正在取得进展的一些关键技术面临的挑战,尽管并不是所有的这些解决方案将在发射。

真正的挑战是毫米波的实现5克,在射频频率显著高于现有的无线通信。发售的第一阶段将sub-6GHz实现,它的行为就像4 g。这些信号还是长途旅行几乎没有中断。

毫米波正是事情变得更加有趣和困难。这项技术能够传输大量的数据,如高清视频流,极其迅速。但也有一些基本问题需要解决在此之前可能发生。

在顶部的挑战:

• mmWave技术,阵列天线需要因为mmWave达到有限的信号。这些天线可能会嵌入到一个包没有暴露会导致测试。到目前为止,没有大批量生产测试的证明方法。
• 这些天线的有效性将取决于信号覆盖,到目前为止尚不清楚有多少个基站和小细胞将被要求提供足够的覆盖在不同的环境中。数字可能差别很大,这取决于细胞所在的地方,他们需要多少人,多少干扰基站之间,小细胞和人。mmWave技术、树木和天气会干扰信号。
• 没有单一mmWave频谱或标准波形。有很多人,他们是不一样的从一个地区到另一个。很难建立设备将利用5 g在多个地区,还有困惑什么发生在数字和模拟技术。

尽管如此,毫米波技术本身是很好理解的。它已经被用于军事应用,如雷达几十年了。但是申请数十亿消费设备,其中许多是在以不同的速度运动,并保持联系是一个噩梦般的问题。

“这是一个现实的技术,但它绝对是一个挑战,”尼尔说考虑,产品经理在垂直的市场解决方案组导师,西门子业务。”的原因,这是值得的挑战是,我们无处可去。我们已经用完了所有的光谱,和需求仍在飙升。如果你看看世界上任何一个城市,你测试手机的性能在凌晨3点,很好。你下午6点试试,这是糟糕的,因为大量的用户。就像在一个拥挤的高速公路。晚上你可以自由,但你不能在下午6点。这是同样的问题,所以我们必须去那里。我们已经进入毫米波。但这些问题- 200米,信号衰减问题已经消失了。”

这就是事情开始变得非常复杂。的一些解决方案涉及到其他技术领域的发展,包括边缘,这仍然是一个模糊的概念,以及人工智能,这是在一个几乎恒定的流量。所有的作品需要无缝地协同工作。

“有相当的变化所需的架构5克,”伊恩•丹尼森说,高级组主任抑扬顿挫的定制的集成电路和PCB。“我们有所有这些小的细胞分布在两极灯和建筑物。但我们现在必须集中基带。这就是边缘计算进来。你可以共享基带处理大量小细胞,结果有更高的效率,但时间需要刚好我们引入人工智能处理边缘计算机,人工智能,所以可以协助基带处理。所以如果我有小细胞在不同的地方有不同的上下文,然后人工智能可以了解小细胞如何最好的试探当地建筑的梁。它发送多个光束由多个相同的用户改善道路连接。如果你在一个强烈的信号,它可以提供多个并发路径通过多个梁相同的用户。有各种不同的方法,波束形成是必须要聪明,和AI到达正确的时间。可以帮助很多有困难的5 g。”

解决这些问题涉及到一个巨大的全球性努力,它涉及很多的作品——包括许多超出范围的解决方案的各个部分上工作的人。

“当你有这些小细胞这样做,5 g的解决方案不仅是无线,”彼得说,研发经理Synopsys对此集团的解决方案。“5 g的无线部分对通信网络的影响仅仅是一个方面。也有巨大的土地线骨干网络系统,我们建设和工作。我们都必须共同努力生活会,每个都有自己的5 g无线部分,所以您可以访问一个数据网络到处都有一种高性能的经验。”

将边缘的一个关键组成部分,但到目前为止仍然是比现实的一个概念。

“仍有很多不确定性,但一些特征开始成为舆论焦点,”Mike Fitton说高级战略规划主管Achronix。“有各种各样的设备,有设备的数量正在增加,还有各种各样的设备,制造很少数据传感器,产生大量的数据,具有不同特点,。经典,我们看到所有的数据从边缘设备和云,但由于需求从延迟的角度来看,我们开始推动这接近边缘或边缘计算。”

测试和可靠性
毫米波范式将发挥关键作用,但与mmWave今天的一个重大问题是数据通信的可靠性。波束形成,将信号从多个细胞周围的物体,是一种已证实的方法来保持连接。但如何结束设备接收和处理信号在很大程度上取决于天线阵,和测试使用无线测试数组是一个缓慢的过程。

“我们开始看到毫米波的基站和早期测试拓扑中,你会看到更多的在一年或两年,”阿德里安Kwan说,高级业务发展经理效果显著。“这2021年之后,随之而来的将是手机。今天是基站技术一样,但是你需要五到六倍的pico细胞。无线客户之前,必须首先发展毫米波设备支持。”

关颖珊说,包装和测试都有进化到能够支持测试天线的空气,但到目前为止没有在高容量。但这并不是唯一的问题。

“我们看到与多个运营商的波形不同,“Kwan说。“有新标准被定义来处理这个问题。所有必须到位5克之前准备好。”

图1:不同的无线标准和他们配合的地方。来源:效果显著

其他报告类似的挑战。

“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,”本·托马斯说,Qorvo技术营销总监,在最近的NIWeek在讲话。”结合,多载波聚合的组合,双上行,和更复杂的波形调制方案,并坦率地说,你看着一个指数对射频部分的影响。”

在测试方面,还有其他的问题。“5克的挑战在于,一些这些东西推到系统级,”道格长老说,半导体业务的副总裁和总经理OptimalPlus。“所以你可能需要做一些系统级测试的这些东西,而不是功能测试或更早。如果你收集数据的测试过程,你可以看看这些数据,得出一些结论,你可以开回你的过程。”

此外,在工厂测试5 g设备或包装的房子不是充分的。因为这项技术非常新,服务质量将是参差不齐的。早期的一代又一代的手机通话掉线率定期和数据率低得多。

“当前频率显然不会消失,所以我们要继续测试那些以这种方式,我们所做的在过去,“说,导师的考虑。“但然后你增加新的解决方案来处理5 g的扩展频率。当前的测试人员家庭允许你做很多,实际上,这意味着我们可以建立一个实验室或现场测试环境,运行相同的环境。”

这将是提高覆盖率和服务质量的关键。

”这一个期望管理问题的一部分,我们应该期望5 g系统开始改善随着时间的推移AI系统开始发挥作用,开始开发更好的服务质量,”丹尼森说,节奏的。“但直接从盒子里,它可能不是完美的。所以测试,因为它是一个连续的事情,和一些网络运营商要依靠提高他们的服务质量。所以有另一个困难是新的,我们从4 g移动到5克。”

与众不同的想法
到目前为止,没有一致性公司提出如何解决对毫米波信号衰减问题。尽管如此,解决方案可能不仅仅是在各种建筑物的墙壁上小细胞。至少部分原因可能是在以不同的方式思考如何5 g mmWave设备的行为,甚至它的样子。

在行为方面,一个可能的解决方案是使用不同的技术为上行和下行。

“如果一个移动设备相对于基站移动,真正的问题是上行,”大卫·霍尔说主要产品营销经理国家仪器。“使用波束形成是困难的,所以您可以使用LTE上行和下行的毫米波。最大的问题是基础设施。大多数的终端设备的无线电功能,但是对于基站,选择是否使用数字和模拟波束形成。模拟电路效率较低,在基站中产生更多的热量。”

5 g标准允许的模拟和数字,但梁看起来不同。

“如果你使用数字波束,它包括波形本身的改变,”霍尔说。“你需要调整相位波运营商。”

另一个变化涉及到终端设备。引入mmWave技术更广泛的影响比能够下载视频。

“我们不应该过于专注于5克就被下一个增量在3 g和4 g与手机终端用户,”丹尼森说,节奏的。“5克宣称很多东西,其中之一是一个非常低的延迟,使机器人,特别是。机器人在工厂,今天在工厂他们在笼子里。如果我们可以延迟在与他们想象你有这巨大的AI边缘和通过5 g的聊天机器人,有一个非常低延迟通信毫秒以上订单后你有一个机会,这些机器人可以实时响应和不伤害人类。所以5 g开辟了一个全新的机会。机器人可能会打破的工厂和笼子里,可以是5克低延迟的推动者。虽然这些芯片组已经正在开发手机,这只是一个可能的设备,可以利用5克。”

类似的,有很多担忧依靠5 g连接汽车云因为连接不可靠。但沟通其他车辆是一个不同的故事。

“无线网络,汽车可以相互交谈,“说Synopsys对此张。“我们可以创建一个链接,这样他们就可以沟通,与短延迟,可能汽车可靠性最高的,因为他们不希望汽车事故。这些都是使5克更有趣的事情。”

结论
5 g的投资正在上升,行业依赖这种技术对于各种各样的应用程序,包括固定结构,如智能建筑和手机基站服务农村地区人口稠密地区。只是有更多的数据产生和不断增长的信息需求无处不在。

全球通信业务非常看好5克,甚至还有待观察,技术如何被使用和5 g末端设备实际上是什么样子,以及它将如何。然而,正在取得进展的一些最困难的问题在5克,即使还有很长的路要走所有的问题都解决,像4 g LTE功能齐全。

凯文·福格蒂对此报道亦有贡献。