Substrat IC - Menggunakan GaN untuk mencapai MIMO besar 5G dibawah 6GHz

Teknologi nitrid gallium bermain peran penting dalam aplikasi 5G di bawah 6GHz dan boleh membantu mencapai banyak tujuan termasuk kadar data yang lebih tinggi.

Dikira-kira pada tahun 2021, bilangan orang dengan telefon bimbit (5.5 bilion) akan melebihi bilangan pengguna air (5.3 bilion). Video yang berkonsumsi lebar band akan meningkatkan permintaan untuk rangkaian bimbit, menganggap 78% trafik komunikasi bimbit. Rangkaian 1 5G menggunakan teknologi input berbilang dan output berbilang (MIMO) akan menjadi kunci untuk menyokong pertumbuhan ini. Menurut ramalan Analitik Strategi, hingga 2023, sambungan bimbit 5G dijangka akan tumbuh dari 5 juta tahun 2019 kepada hampir 577 juta. Basis 2MIMO Setiap generasi teknologi tanpa wayar menggunakan kemajuan dalam teknologi antena untuk meningkatkan kelajuan rangkaian. 3G menggunakan MIMO pengguna tunggal, yang menggunakan beberapa strim data bersamaan untuk menghantar data dari stesen asas kepada pengguna tunggal. Sistem 4G terutama mengadopsi teknologi MIMO pengguna berbilang, yang mengalokasi aliran data berbeza kepada pengguna berbeza, dan menyediakan kapasitas dan prestasi yang lebih baik daripada 3G. 5G akan memperkenalkan MIMO besar untuk meningkatkan kapasitas lebih lanjut dan menyediakan kadar data sehingga 20Gb/s.5G deskripsi MIMO 5G besar klaim untuk mampu meningkatkan kapasitas rangkaian dan kadar data sambil mengurangkan biaya operasi sebanyak mungkin. Pengguna juga berharap kualiti perkhidmatan data tanpa wayar boleh mencapai aras wayar.5G MIMO besar boleh membantu operator mencapai tujuan ini. Ia akan menyediakan kadar data tinggi bagi banyak pengguna dan membantu meningkatkan kapasitas. Ia tidak memerlukan spektrum tambahan untuk menyokong perkhidmatan multimedia masa nyata. Selain itu, MIMO besar menggunakan pembentukan cahaya (teknologi yang menyempurnakan isyarat dari antena berbilang ke dalam cahaya kuat tunggal) untuk menghantar isyarat secara arah kepada pengguna tunggal, dengan itu mengurangkan konsumsi tenaga.

Keuntungan pembilang ruang dan teknologi MIMOMassive MIMO besar menggunakan array antena besar (biasanya terdiri dari 64 komponen array berpolarisasi dua, sekurang-kurangnya 16) untuk mencapai pembilang ruang. Pendarapan ruang menyediakan aliran data selari berbilang dalam modul sumber yang sama. Dengan mengembangkan jumlah saluran maya, ia boleh meningkatkan kapasitas dan kadar data tanpa menambah menara tambahan dan spektrum. Dalam pendaraban ruang, setiap saluran ruang membawa maklumat independen. Jika pembebasan dalam persekitaran pembebasan cukup kaya, banyak sub-saluran independen akan dijana dalam lebar jalur yang sama yang diberikan, sehingga keuntungan pembilang boleh dicapai tanpa lebar jalur tambahan atau biaya kuasa tambahan. Ganjaran pembilang juga merujuk kepada darjah kebebasan distribusi ruang isyarat; dalam konfigurasi MIMO yang besar, darjah kebebasan mengawal kapasitas keseluruhan sistem.

Selepas mengadopsi MIMO yang besar, antena berbilang berkoncentrasi isyarat pemindahan dan penerimaan ke kawasan ruang kecil, dengan itu meningkatkan kekuatan dan efisiensi tenaga. Semakin banyak strim data dan semakin tinggi kadar data, semakin efisien penggunaan kuasa radiasi. Kaedah ini juga meningkatkan kepercayaan pautan. Pertumbuhan antena bermakna tingkat kebebasan yang lebih tinggi dalam pelbagai ruang angkasa. Ia boleh meningkatkan selektif penghantaran dan menerima strim data, dan meningkatkan kemampuan untuk menghapuskan gangguan.

MIMO Massive menyediakan beberapa keuntungan, termasuk:

⢢ Menghalang penyebaran dalam arah yang tidak diperlukan dan mengurangi gangguan

Kecilkan keterlaluan, mendapatkan kelajuan yang lebih cepat dan kepercayaan yang lebih tinggi

⢢ Kurangkan kelemahan dan jatuh, meningkatkan nisbah isyarat-kepada-bunyi (SNR)

♪ Improve spectrum efficiency and reliability

Efisiensi tenaga yang lebih tinggi

MIMO besar 5G dan penggunaan di bawah 6GHz

Jelas, untuk mencapai sasaran kadar data 5G 20Gb/s, spektrum gelombang milimeter diperlukan. Namun, sebelum gelombang milimeter boleh digunakan dalam komunikasi bimbit, beberapa cabaran utama mesti diselesaikan.

Walaupun operator dan pembuat peralatan asal terus bekerja keras untuk meningkatkan teknologi gelombang milimeter, dalam jangka pendek, frekuensi di bawah 6GHz akan menjadi pilihan pertama untuk teknologi rangkaian 5G. Frekuensi di bawah 6GHz adalah sesuai untuk kawasan pedesaan dan bandar, kerana teknologi menyokong transmisi data kelajuan tinggi jarak jauh (Gambar 3). Operator awalnya berniat untuk menggunakan 5G dalam julat frekuensi 3,300 hingga 4,200 MHz dan 4,400 hingga 5,000 MHz, yang menyokong lebar jalur saluran sehingga 100 MHz.MIMO masif di bawah 6GHz memecahkan masalah gangguan dengan menggunakan sejumlah besar antena di stesen asas, membolehkan stesen asas untuk menyediakan perkhidmatan kepada sejumlah besar pengguna di kawasan bandar. MIMO masif juga boleh meningkatkan puncak, rata-rata, dan hasil pinggir, dan maksimumkan efisiensi kos dengan mencapai keseimbangan terbaik antara penutupan pengguna dan kapasitas.

Jika tidak ada cabaran desain sistem, kemajuan teknologi ini tidak akan berlaku. Teknologi pembentukan cahaya MIMO masif di bawah 6GHz akan mempromosikan penggunaan peningkat kuasa kecil, prestasi tinggi, yang berkesan pada kos (PA) dalam tatangka MIMO masif. Selain itu, kerana mekanisme modulasi 5G semakin kompleks (seperti 256-QAM), PAs infrastruktur tanpa wayar perlu sangat efisien dalam keadaan backoff output kuasa dalam (sehingga atau lebih dari 8dB) untuk mencapai linearitas yang diperlukan.