Die Einführung von großflächigen Antennenarrays in 5G-Basisstationen eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung der Funkfrequenz-Industriekette

2019-07-26 10:47:19
Die MassiveMIMO-Technologie (Multiple Input Multiple Output) zielt darauf ab, die Netzwerkkapazität und die Signalqualität durch mehr Antennen erheblich zu verbessern. Im Prinzip kann es analog zu Expressway sein, die Anzahl der Straßen zu erhöhen, um den Verkehrsfluss zu verbessern.

Die 5G-Basisstation, die MassiveMIMO verwendet, kann nicht nur die Netzwerkkapazität durch Multiplexen von mehr drahtlosen Signalströmen erhöhen, sondern auch die Netzwerkabdeckung durch Beamforming erheblich verbessern.

Dank der Beam-Shaping-Technologie wird die Signalenergie durch die räumliche Verteilung des Leitungsgewinns im Laufe des Tages stärker auf das Zielterminal konzentriert, um den Verlust der Raumübertragung nach der Signalübertragung auszugleichen und die Netzabdeckung erheblich zu verbessern.

Im Vergleich zu 4G-Basisstationen ist AAU, das die Antennentechnologie für große Gruppen unterstützt, der Hauptgrund für den erheblichen Anstieg der Kosten für 5G-Basisstationen.

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Die Antennengröße ist frequenzabhängig, 5G-Antenne oder 64-Kanäle dominieren

Gemäß dem Prinzip der drahtlosen Kommunikation muss der Abstand zwischen den Antennenoszillatoren größer als die Hälfte der Wellenlänge des drahtlosen Signals sein, und die Wellenlänge des drahtlosen Signals ist umgekehrt proportional zu Frequenz des Funksignals (Lambda = c / f, wobei C die Lichtgeschwindigkeit und f die Frequenz des Funksignals ist). Das heißt, je höher die Frequenz des Signals ist, desto höher ist die Wellenlänge des Signals. Klein.


In Zukunft wird das 5G-Band oder 3.5GHz und 2.6GHz das Hauptband in China sein. Gemäß diesem Band beträgt die halbe Wellenlänge ungefähr 4.3cm / 5.8cm.


Laut dem aktuellen 5G-Test ist die aktuelle 64-Kanal-Massive-MIMO-Technologie die Haupttestauswahl verschiedener Gerätehersteller.


Je mehr Kanäle vorhanden sind, desto höher ist zwar die Netzwerkleistung, doch unter Berücksichtigung der Größe / des Gewichts der Antenne, der Antennenleistung und der Kostenfaktoren ziehen die Betreiber auch das kostengünstige Massive MIMO-Schema in Betracht - 16-Kanäle.


Wenn die Kosten für die 64-Kanalantenne in der frühen Phase von 5G nicht auf den akzeptablen Bereich von Betreibern reduziert werden, ist es unserer Meinung nach möglich, dass Betreiber dem 16-Kanalantennenschema Vorrang einräumen, während sie die Bereitstellungs- und Kapazitätsanforderungen erfüllen.

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Die Architektur der 5G-Basisstation hat sich stark verändert, und der Trend zur aktiven Antenne ist offensichtlich.


Die 4G-Makrobasisstation besteht aus drei Teilen: Antenne, Hochfrequenzeinheit RRU und Basisbandverarbeitungseinheit BBU, die im Computerraum eingesetzt werden.


Das 5G-Netzwerk verwendet in der Regel die neue WLAN-Architektur von AAU + CU + DU (siehe folgende Abbildung).


Die Antennen- und HF-Einheit RRU werden zu einer neuen Einheit AAU (Active Antenna Unit) zusammengefasst. AAU umfasst nicht nur die HF-Funktion der RRU, sondern auch die Verarbeitungsfunktion einer bestimmten physikalischen Schicht.

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In der 5G-Ära stellten die zunehmende Anzahl von Antennenkanälen und die aktive Antenne höhere Anforderungen an das Antennendesign. Miniaturisierung und Leichtbau bilden das Fundament.


In der 4G-Ära ist die Antennenkonfiguration im Wesentlichen 4T4R (FDD) oder 8T8R (TDD). Entsprechend der aktuellen Testsituation wird die 5G-Ära möglicherweise von einer 64T64R-Array-Großantenne dominiert.


Die Anzahl der Kanäle hat sich um das 7-15-fache erhöht, was bedeutet, dass sich der Antennenbedarf für HF-Geräte um das 7-15-fache erhöht hat. Gleichzeitig wird der passive Teil der Antenne mit der RRU als AAU kombiniert, was höhere Designanforderungen für die Größe und das Gewicht der Antenne in der 5G-Ära vorsieht.


Im Zeitalter von 4G beträgt das Gewicht von passiver Antenne + RRU etwa 24-34 kg. Gegenwärtig liegt das Gewicht von 5GAAU im Test bei etwa 45 kg, was sich gegenüber dem Vorjahr um 32% -88% erhöht. Im Trend der 5G-Antennenintegration werden daher Miniaturisierung und geringes Gewicht zur Grundlage des Antennendesigns.

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