Chuỗi tín hiệu sóng 5G NR là gì?

Tín hiệu sóng milimet cung cấp băng thông rộng hơn và tốc độ dữ liệu cao hơn tín hiệu tần số thấp. Hãy xem chuỗi tín hiệu tổng thể giữa ăng-ten và băng tần cơ sở kỹ thuật số.
Đài 5G mới (5G NR) bổ sung tần số sóng milimet cho các thiết bị và mạng di động. Cùng với đó là chuỗi tín hiệu RF-to-baseband và các thành phần không bắt buộc đối với tần số dưới 6 GHz. Mặc dù tần số sóng milimet về mặt kỹ thuật trải dài trong phạm vi từ 30 đến 300 GHz, nhưng đối với mục đích 5G, chúng trải dài từ 24 đến 90 GHz, nhưng thường đạt cực đại ở khoảng 53 GHz. Các ứng dụng sóng milimet ban đầu được kỳ vọng sẽ cung cấp tốc độ dữ liệu nhanh hơn trên điện thoại thông minh ở các thành phố, nhưng sau đó đã chuyển sang các trường hợp sử dụng mật độ cao như sân vận động. Nó cũng được sử dụng cho các dịch vụ internet truy cập không dây cố định (FWA) và mạng riêng.
Lợi ích chính của 5G mmWave Thông lượng cao của 5G mmWave cho phép truyền dữ liệu lớn (10 Gbps) với băng thông kênh lên tới 2 GHz (không cần tổng hợp sóng mang). Tính năng này phù hợp nhất với các mạng có nhu cầu truyền dữ liệu lớn. 5G NR cũng cho phép độ trễ thấp do tốc độ truyền dữ liệu cao hơn giữa mạng truy cập vô tuyến 5G và lõi mạng. Mạng LTE có độ trễ 100 mili giây, trong khi mạng 5G có độ trễ chỉ 1 mili giây.
Có gì trong chuỗi tín hiệu mmWave? Giao diện tần số vô tuyến (RFFE) thường được định nghĩa là mọi thứ nằm giữa ăng-ten và hệ thống kỹ thuật số băng cơ sở. RFFE thường được gọi là phần tương tự sang số của máy thu hoặc máy phát. Hình 1 cho thấy một kiến ​​trúc được gọi là chuyển đổi trực tiếp (zero IF), trong đó bộ chuyển đổi dữ liệu hoạt động trực tiếp trên tín hiệu RF.
Hình 1. Kiến trúc chuỗi tín hiệu đầu vào 5G mmWave này sử dụng lấy mẫu RF trực tiếp; Không cần biến tần (Hình ảnh: Mô tả tóm tắt).
Chuỗi tín hiệu sóng milimet bao gồm RF ADC, RF DAC, bộ lọc thông thấp, bộ khuếch đại công suất (PA), bộ chuyển đổi lên và xuống kỹ thuật số, bộ lọc RF, bộ khuếch đại nhiễu thấp (LNA) và bộ tạo đồng hồ kỹ thuật số ( CLK). Bộ tạo dao động điều khiển điện áp/vòng khóa pha (PLL/VCO) cung cấp bộ tạo dao động cục bộ (LO) cho bộ chuyển đổi lên và xuống. Các công tắc (như trong Hình 2) kết nối ăng-ten với mạch thu hoặc phát tín hiệu. Không hiển thị IC tạo chùm tia (BFIC), còn được gọi là tinh thể mảng pha hoặc bộ tạo chùm tia. BFIC nhận tín hiệu từ bộ chuyển đổi ngược và chia tín hiệu thành nhiều kênh. Nó cũng có các điều khiển pha và khuếch đại độc lập trên mỗi kênh để điều khiển chùm tia.
Khi hoạt động ở chế độ thu, mỗi kênh cũng sẽ có các điều khiển khuếch đại và pha độc lập. Khi bật bộ chuyển đổi hướng xuống, nó sẽ nhận tín hiệu và truyền qua ADC. Ở mặt trước có bộ khuếch đại công suất tích hợp, LNA và cuối cùng là công tắc. RFFE cho phép PA hoặc LNA tùy thuộc vào việc nó ở chế độ truyền hay chế độ nhận.
Bộ thu phát Hình 2 cho thấy một ví dụ về bộ thu phát RF sử dụng lớp IF giữa băng tần cơ sở và dải sóng milimet 24,25-29,5 GHz. Kiến trúc này sử dụng 3,5 GHz làm IF cố định.
Việc triển khai cơ sở hạ tầng không dây 5G sẽ mang lại lợi ích to lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ và người tiêu dùng. Các thị trường chính được phục vụ là các mô-đun băng rộng di động và mô-đun truyền thông 5G để kích hoạt Internet vạn vật công nghiệp (IIOT). Bài viết này tập trung vào khía cạnh sóng milimet của 5G. Trong các bài viết sau, chúng tôi sẽ tiếp tục thảo luận về chủ đề này và tập trung chi tiết hơn vào các thành phần khác nhau của chuỗi tín hiệu 5G mmWave.
Tô Châu Cowin cung cấp nhiều loại ăng-ten di động RF 5G 4G LTE 3G 2G GSM GPRS và hỗ trợ gỡ lỗi cơ sở ăng-ten hiệu suất tốt nhất trên thiết bị của bạn bằng cách cung cấp báo cáo kiểm tra ăng-ten hoàn chỉnh, chẳng hạn như VSWR, mức tăng, hiệu suất và mẫu bức xạ 3D.