毫米波

作者:清风流云

背景:
在即将到来的5G时代,由于FCC、3GPP以及其他5G移动网络标准结构都采用毫米波,所以对毫米波传输的掌控将变得举足轻重。通过通道测量技术可以捕获到环境中无限信号是如何被影响的,比如如何受环境中的建筑、树木、汽车甚至是行人的反射和传输阻碍。可见,对于无线传输通道的特征分析在5G无线技术研究中变得十分重要,主要是因为通过分析5G无线传输特征可以对如何布局无线架构以及无线网络设计有很大帮助。此外,AT&T和NI一致认为分析无线信号特征将是AT&T未来5G部署工作中的重要部分,通过无线传输特征分析得到的精确模型将会影响到AT&T如何合理布置网络设备,以便为用户提供更流畅的移动网络服务。

AT&T推出“Porcupine”:

毫米波(mmWave):频段之战

无线设备和其处理的数据量每年都呈指数递增(53% 复合年增长率[1])。随着这些设备产生并处理的数据量越来越多,连接这些设备的无线通信基础设施也必须持续发展才能满足需求。如图 1 所示,4G 网络频谱效率的提高已经不足以提供 3GPP[2] 定义的三大高级 5G 用例所需数据速率的阶梯函数了,这些用例旨在提供无处不在的即时移动宽带数据。认识到这一点后,研究人员开始寻找更高的频率作为可能的解决方案。早期信道声探工作带来的积极成果使全球无线标准化组织把重点转移到下一代 5G 无线系统该怎样整合,以及如何从新的频率和更广的带宽中受益。

1. 定义5G的关键绩效指标
所有用例的设计都旨在使未来的无线标准能够处理现有无线标准不足以应对的新应用,每一个都需要一整套全新的关键绩效(KPI)。IMT 2020 用例定义的增强移动宽带(eMBB)预计最大数据速率可达 10 Gb/s,是 4G 的 100 倍[3]。根据香农定理总结的信道容量与带宽(频谱)和信道噪声的关系[4],数据速率与可用频谱息息相关。鉴于小于 6 Ghz 的频谱已经全部分配,所以超过 6 Ghz 的频谱,特别是在毫米波范围中的频谱就成为应对 eMBB 用例的绝佳选择。

5G启用毫米波频谱:哪些频率会被采用?

作者:James Kimery,National Instruments, Austin, Texas

随着世界标准化机构着手定义下一代无线网络,5G的愿景正在迫使研究人员改变他们的思考方式。增加4G网络的频谱效率并不足以提供三个高级5G用例所需的数据速率、延迟和容量(图1),这三个用例由3GPP定义,期望未来能够提供无处不在的瞬间移动宽带数据。

图1. 这三个5G用例是由3GPP和IMT-2020定义的。

图1. 这三个5G用例是由3GPP和IMT-2020定义的。

一场5G毫米波引爆的频带战争

作者:Sarah Yost NI毫米波产品经理

无线设备数量与其消耗的数据量每年都以等比级数增加——年复合成长率(CAGR)达53%。当这些无线设备创造并消耗资料时,连接这些设备的无线通信基础设施也必须随之演进,才能满足成长的需求。3GPP定义三种高阶5G使用案例(图1)的目标是随时随地提供可用的移动宽带数据,然而,仅仅提升4G架构网络的频谱效率,并不足以提供所需数据速率的步阶函数。

有鉴于此,研究人员正致力于研究更高的频率,希望得到可行的解决方案。早期在信道探测(channel sounding)作业的结果相当良好,因此世界各地的无线标准组织皆重新调整研究重点,以便了解新一代5G无线系统如何整合,以及从运用这些新的频率与较高的带宽中受益。

图1:3GPP与IMT 2020所定义的三种高阶5G使用案例*

Cloud RAN和移动边缘计算的形成分歧

作者: Harpinder Singh Matharu 赛灵思公司

过去几年中,无线基础架构的部署已越来越多地向分布式基站架构转移。这种架构对基带处理池进行集中化(有时称为超级宏),能够支持更多无线电设备,从而实现更有效的覆盖和负载均衡。Cloud RAN的概念将集中式基站池完全放在云中,在数据中心内与内容或数据存储库处在相同位置。Cloud RAN有多种优点,它允许使用更低成本的计算资源,利用现成的服务器机箱进行低成本RAN部署,负载均衡,以及显著简化的网络配置。同时,由欧洲电信标准协会(ETSI)移动边缘计算行业标准小组(MEC ISG)支持的移动边缘计算正在兴起,其概念是将计算放在边缘,与基带池放在相同位置,以维持本地内容高速缓存,从而改善用户服务。根据用户对缩短时延以及处理临时数据(例如基于位置的分析)的偏好进行本地内容缓存需要边缘计算。这两种架构概念建议在网络中的不同节点上部署计算。从表面上看,这两种相互矛盾的架构似乎起到相反作用,在网络中形成了分歧。但通过更深入的观察,您会发现均衡网络部署方案可利用这两者的优点,而使这两种矛盾的技术相互补充,支持新的服务。

作者:李依频

5G钱景诱人,通讯设备商、量测仪器商以及FPGA厂商已纷纷推出5G无线原型、毫米波通道探测、5G波形产生与分析测试、5G功率放大器量测等解决方案,来促进第五代行动通讯系统开发。

5G网络容量飞跃成长、上网速度变快、拥有更低延迟性,且具备更密集的小基地台(Small Cell)及更可靠的联网质量,符合未来万物联网需求,因而有助加速物联网、车联网和机器对机器(M2M)等应用实现,再者,5G专利将带来可观的授权金,商机不容小觑,吸引电信设备商、量测仪器商和现场可编程门阵列(FPGA)芯片商投入研发。

为卡位第五代行动通讯市场,爱立信(Ericsson)、国家仪器(NI)、罗德史瓦兹(Rohde & Schwarz)、是德科技(Keysight Technologies)、安立知(Anritsu)和赛灵思(Xilinx)皆已紧锣密鼓布局5G。

助力电信商实场测试 爱立信祭出5G无线原型
5G标准虽尚未制定,但爱立信已推出5G无线原型(Radio Prototype),并预计2016年提供给部分营运商做测试使用,来催化5G发展。

低功耗低成本的256 QAM毫米波调制解调器解决方案,支持点对点和单点对多点视距通信,可满足60GHz和80GHz市场需求

赛灵思公司 (NASDAQ:XLNX) 日前针对毫米波应用宣布推出1.6Gbps低功耗、低成本小型基站回程调制解调器IP。赛灵思256 QAM 毫米波调制解调器解决方案支持点对点和单点对多点视距通信,可满足60GHz和80GHz市场需求。作为赛灵思 SmartCORE™ IP产品系列的一员,该解决方案在1Gbps以上数据速率下功耗不足5瓦。借助256 QAM 毫米波调制解调器IP解决方案,无线 OEM 厂商能以非常低的成本加速产品上市进程,同时还能确保未来各代产品所需要的灵活性和平台可扩展性。

作者:Steve Leibson, 赛灵思战略营销与业务规划总监

小基站设备(Small cell)流量回程正面临日益严峻的挑战 (Small Cell,这是因为一方面4G/LTE移动网络中的小基站数量激增,另外,宏基站之间的弱覆盖或者没覆盖的盲点也在增多,而毫米波回程是应对这个挑战的有效解决方案。赛灵思已经推出了支持毫米波无线回程IP,其速率可达1.6Gbps,未来速率将提到10Gbps,这个256QAM毫米波SmartCore modem IP 支持点对点以及多点视距通信,可以满足60GHz和80GHz无线回程需求。

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