วิธี เพื่อใช้สถาปัตยกรรมเสาอากาศขั้นสูงอย่างเป็นระบบสำหรับ LTE อุปกรณ์ไร้สาย

คาดว่าจะเสร็จสิ้นการอ่านใน 13 นาที

ด้วยการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญของความน่าเชื่อถือการเชื่อมต่อและความเร็วในการส่ง LTE พัฒนาอย่างรวดเร็วทั่วโลก ตามข้อมูลจากสมาคมซัพพลายเออร์มือถือทั่วโลก (GSA) มากกว่า มากกว่า 318 LTE เครือข่ายถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ใน 111 ประเทศและ ภูมิภาค

มีคนธรรมดาสามัญในทั้งหมด เหล่านี้ LTE เครือข่ายที่ได้ทำการค้าและมีการวางแผน พวกเขา ยังต้องตระหนักถึงการป้อนข้อมูลหลายรายการและเอาต์พุตหลายรายการ (MIMO) ข้อกำหนดของ LTE. เหล่านี้ MIMO ข้อกำหนดจะขยายไปถึงสถานีฐานและเทอร์มินัล ​​อุปกรณ์. ในกรณีของอุปกรณ์เทอร์มินัลมีหลายสาเหตุที่ทำให้ MIMO ความท้าทายรวมถึงความต้องการเสาอากาศหลายตัวแนวโน้มของการแยกวงดนตรีที่ผอมบางอย่างต่อเนื่องเป็นประวัติการณ์การตั้งค่าผู้ปฏิบัติงานสำหรับความถี่ต่ำและการขาดประสบการณ์ใน RF การออกแบบ

3G ต้องการเพียงหนึ่งเดียว เสาอากาศ ในขณะที่ Mimo เทคโนโลยีต้องการอย่างน้อยสองเสาเสาอากาศ จำนวนเสาอากาศจะเพิ่มขึ้นเป็น MIMO ถูกออกแบบมาให้เป็น 4 × 4 และ 8 × 8. ด้วยหลาย LTE เสาอากาศ (รวมถึง 3G / 2G เสาอากาศสำรอง, GPS, Wi-Fi, Bluetooth และ NFC), การค้นหาพื้นที่มากขึ้นยาก ระดับไฮเอนด์ MIMO การออกแบบขัดแย้งกับบางเนอร์และเบา อุปกรณ์

เมื่ออุปกรณ์กลายเป็นทินเนอร์และเบาพื้นที่ภายในของสมาร์ทโฟน และแท็บเล็ตลดลงในอัตรา 25% ต่อ ปี. หน้าจอแสดงผลและแบตเตอรี่ได้รับความสำคัญสูงสุดในขณะที่ส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นโปรเซสเซอร์หน่วยความจำระบบเสาอากาศและส่วนประกอบอื่น ๆ สามารถ เพียงการแข่งขันสำหรับพื้นที่เหลือ พื้นที่ ในมือข้างหนึ่งมีเทรนด์ ไปทาง บางเนอร์; ในทางกลับกัน Mimo และวงความถี่ต่ำ (เช่น 700MHz) ต้องใช้เสาอากาศขนาดที่ใหญ่กว่า การกำหนดค่า. เพื่อ พบกัน สองความต้องการในเวลาเดียวกันนี้ให้ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEMs) และ ของพวกเขา ทีมออกแบบนำแรงกดดันไม่สามารถ จงเพิกเฉย

LTE ดำเนินการมากกว่า กว่า 40 วงความถี่ครอบคลุมจาก 450MHz ถึง 2.7GHz ประมาณครึ่งหนึ่งของที่ใช้ในปัจจุบัน อุปกรณ์. การสร้าง LTE โรมมิ่งทั่วโลกสำหรับ สมาร์ทโฟน หรือแท็บเล็ตต้องใช้แถบความถี่อย่างน้อย 40 แถบ รองรับ ในพื้นที่ที่ไม่ครอบคลุมโดย LTE มันถูกปรับลดให้กับที่สอดคล้องกัน 3G มาตรฐาน. ใน เหล่านี้ วงดนตรีความถี่แม้ในชุดย่อยขนาดเล็กของคลื่นความถี่มันเป็นสิ่งที่ท้าทายในการค้นหาพื้นที่เสาอากาศสำหรับความจำเป็น 2 × 2 หรือมากกว่า MIMO รวมทั้งเสาอากาศเช่น Wi-Fi และอื่น ๆ เทคโนโลยี. มันยากยิ่งขึ้นที่ ครั้ง

ผู้ประกอบการมักจะกระตือรือร้นที่จะใช้จ่ายเงินทุนต่ำกว่า (Capex) และต้นทุนการดำเนินงาน (OPEX), แถบความถี่ต่ำกลายเป็น ของพวกเขา ดีที่สุด ทางเลือก. ประสบการณ์ทั่วไปคือความถี่ที่ต่ำกว่าและสถานีฐานความหนาแน่นต่ำกว่าจะนำรายได้ที่ดีขึ้นให้กับผู้ประกอบการ แถบความถี่ที่ต่ำกว่าสามารถให้ความคุ้มครองในร่มที่ดีขึ้นเช่น 700MHz. นี้ วงความถี่สามารถตอบสนองความต้องการของการเติบโตอย่างรวดเร็ว "อินเทอร์เน็ต ของ สิ่ง" (IoT) ตลาดและให้เครือข่ายไร้สายที่ดีซึ่งรับประกันผู้ใช้ ความพึงพอใจ ที่สำคัญ. ผู้ประกอบการกำลังให้ความสนใจกับกลไกการใช้งานในอนาคต 600MHz ความถี่ วงดนตรี. อย่างไรก็ตามแถบความถี่ที่ต่ำกว่ายังต้องการเสาอากาศทางกายภาพขนาดใหญ่ซึ่งทำให้ OEM และ ของพวกเขา ผู้จำหน่าย RF สร้างสรรค์มากขึ้นเมื่อ วางเสาอากาศใน ของพวกเขา ทินเนอร์และเบา สมาร์ทโฟน IoT อุปกรณ์ยังมีพื้นที่เสาอากาศข้อ จำกัด

เป็นอัตราการเจาะของ LTE เทคโนโลยีเพิ่มขึ้นแรงกดดันเช่น เมื่อ อุปกรณ์ซัพพลายเออร์เพิ่ม LTE ถึง ของพวกเขา ผลิตภัณฑ์. เพียงแค่ทำตามช่วงการเรียนรู้ของเทคโนโลยีใหม่ก็เพียงพอที่จะท้าทายประสบการณ์ สมาร์ทโฟน ผู้ขาย. สำหรับ ซัพพลายเออร์จำนวนมากที่มีประสบการณ์น้อยหรือไม่มีเลย M2M และ IOT มีความท้าทายมากขึ้นในการฝังเทคโนโลยีเซลลูล่าร์ใน ของพวกเขา ผลิตภัณฑ์.

OEM ผู้ผลิตและ ของพวกเขา ของพวกเขา ซัพพลายเออร์ RF ไม่เพียง แต่ต้องจัดการกับ เหล่านี้ ความท้าทาย แต่ที่สำคัญกว่านั้นใช้โซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมเพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในขณะที่ได้รับประโยชน์ในตลาด ความแตกต่าง

Active Antennas และ RF โซลูชั่น: เพื่อความยืดหยุ่นความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

ระบบเสาอากาศที่ใช้งานสามารถช่วยได้ OEM และ ของพวกเขา ซัพพลายเออร์ RF ทำงานได้มากขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับเสาอากาศแบบพาสซีฟแบบดั้งเดิมระบบที่ใช้งานมีความยืดหยุ่นในการออกแบบและประสิทธิภาพการทำงาน ในความเป็นจริงเสาอากาศที่ใช้งานเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการปรับตัวให้เข้ากับ LTE การแยกวงดนตรีความถี่และ Mimo ข้อกำหนด. ไม่เพียง แต่เป็นไปตาม ผู้ประกอบการ ' การตั้งค่าสำหรับความถี่ต่ำ แต่ยังช่วยให้พอดีกับบางเนอร์และบางเนอร์ อุปกรณ์

เสาอากาศที่ใช้งานเดียวสามารถครอบคลุมสองหรือมากกว่า LTE วงดนตรีความถี่แม้กระทั่ง เหล่านั้น ที่อยู่ไกลออกไปเช่นความถี่วง 17 (704MHz ถึง 746MHz) และวงความถี่ 41 (2496MHz ถึง 2690MHz). ฟีดเดียว เสาอากาศได้รับการพัฒนาให้ครอบคลุมทั้งหมด LTE วงดนตรีความถี่ตั้งแต่ 698MHz ถึง 2700MHz. นี้ ความยืดหยุ่นช่วยให้ผู้ประกอบการมากขึ้นในการพัฒนา LTE-Advanced ซึ่งหมายถึงผู้ให้บริการการรวมกลุ่ม เมื่อไหร่ วงคลื่นความถี่ที่แยกออกจากกันออกไป LTE-Advanced กลายเป็นมากขึ้นท้าทาย นักออกแบบระบบกำลังเลือกระบบเสาอากาศที่ใช้งานมากขึ้นเพื่อตอบสนองความท้าทาย.

ระบบเสาอากาศที่ใช้งานให้ OEM ตัวเลือกใหม่เพื่อให้เกิดความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่ผู้ใช้ปลายทางมีความกังวลเช่นเสียงวิดีโอและการส่งข้อมูลเช่นเดียวกับ 3G และ 4G. ซึ่งแตกต่างจากเสาอากาศแบบพาสซีฟระบบเสาอากาศที่ใช้งานสามารถปรับแต่งและชดเชยได้โดยอัตโนมัติ Detuning ผลกระทบที่เกิดจากผู้ใช้ มุ่งหน้าและ มือ. นี้ หมายความว่าอุปกรณ์สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตสามารถให้การอัปลิงค์อย่างรวดเร็วและ Downlink การเชื่อมต่อ เมื่อ ใช้เสาอากาศที่ใช้งานอยู่และลดลงน้อยลง โทร ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่ดีเป็นประโยชน์ต่อแบรนด์ของ OEM ผู้ผลิต. ในกรณีของสมาร์ทโฟนผู้ประกอบการยังหวังว่าจะได้รับประโยชน์จากทั้งชื่อเสียงแบรนด์และต้นทุนการดำเนินงานดังนั้น ของพวกเขา การบริการลูกค้าจะได้รับน้อยลงข้อร้องเรียน

ระบบเสาอากาศที่ใช้งานอยู่ยังสามารถเพิ่มความได้เปรียบในการแข่งขันของ OEM ผู้ผลิต. สำหรับ ตัวอย่างในขั้นตอนการออกแบบของผลิตภัณฑ์ใหม่รวมถึงการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบของเมนบอร์ดหรืออุปกรณ์ที่มีความต้องการพิเศษ (เช่นการปรับรูปร่างและประสิทธิภาพ) ระบบเสาอากาศที่ใช้งานสามารถปรับได้แบบไดนามิกเพื่อปรับให้เข้ากับ การเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม เงื่อนไข. นี้ จะช่วยลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและล่วงหน้า ของพวกเขา การจัดส่ง วงจร. OEM ผู้ผลิตสามารถย่อเล็กสุด ของพวกเขา รูปแบบผลิตภัณฑ์ เพราะ ความยืดหยุ่นของระบบที่ใช้งานหมายความว่าสามารถปรับให้เข้ากับแถบความถี่ของแต่ละประเทศหรือ ผู้ใช้.

กำหนดโซลูชันที่ใช้งานในอุดมคติ

ตั้งแต่ ระบบเสาอากาศที่ใช้งานมีข้อดีหลายประการสำหรับ LTE MIMO แอปพลิเคชันมันไม่น่าแปลกใจที่ซัพพลายเออร์ RF จำนวนมากกำลังพัฒนาการดีบักอย่างแข็งขัน โซลูชั่น. ตัวเลือกมากขึ้นก็มี ของพวกเขา ตัวเอง ความท้าทาย: ก่อนกำหนดวิธีการแก้ปัญหาซึ่งจะมีประสิทธิภาพมากกว่า กว่า ครั้งแรกที่กำหนดสิ่งอื่น ๆ เช่นประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือความยืดหยุ่นและความสะดวกในการรวม

กุญแจสู่การใช้งานที่ประสบความสำเร็จอยู่ในรูปแบบที่เป็นระบบ นี้ วิธีการแก้ปัญหาจำเป็นต้องบรรลุประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในฐานะโซลูชันที่สมบูรณ์ผ่านการออกแบบแบบซิงโครนัสและการเพิ่มประสิทธิภาพของเสาอากาศอุปกรณ์ที่ใช้งานและ อัลกอริทึม นี้ วิธีการไม่เพียง แต่ให้ซัพพลายเออร์อุปกรณ์กับ ง่ายต่อการรวม วิธีแก้ปัญหา แต่ยังช่วย ของพวกเขา ผลิตภัณฑ์เข้าสู่ตลาดโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และต่ำสุด ราคา โซลูชันอื่น ๆ ต้องการหลายขั้นตอนในการบรรลุ ครั้งแรกผู้จัดจำหน่ายอุปกรณ์ต้องได้รับเสาอากาศและชิปแยกต่างหากและ เหล่านี้ ส่วนประกอบ ไม่สามารถ ทำงานร่วมกันอย่างเหมาะสม ประการที่สองซัพพลายเออร์อุปกรณ์ต้องรวมอุปกรณ์ต่าง ๆ เพิ่มประสิทธิภาพซอฟต์แวร์รวมรายการต่าง ๆ เข้ากับอุปกรณ์และหวังว่า พวกเขา ทุกคนสามารถทำงาน. นี้ วิธีการจะใช้เวลานานมากและมีราคาแพงและจะขยายการเรียนรู้ โค้ง ในเวลาเดียวกันสำหรับ เหล่านั้น ซัพพลายเออร์ชิปที่ขาดความเชี่ยวชาญของเสาอากาศและ บริษัท เสาอากาศส่วนใหญ่ที่ไม่มีประสบการณ์อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ทางออกนี้อาจเป็นเรื่องยากที่จะได้รับ สนับสนุน.

ทางออกที่ดีที่สุดคือโมดูลในตัวสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มเข้ากับสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตและอุปกรณ์ไร้สายอื่น ๆ อย่างรวดเร็วมากกว่า ใช้เวลาสัปดาห์หรือ เดือน. นี้ ปลั๊กอินเล่น การออกแบบลดความคมชัด R & D ต้นทุนและเวลาในการทำตลาด OEM ผู้ผลิตและในเวลาเดียวกันพวกเขา อย่า ต้องจ้างทีมความถี่วิทยุเพื่อจัดการกับงานที่สอดคล้องกัน ข้อดีของหลังมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับวิศวกรที่มีเพียง จำกัด หรือไม่มีประสบการณ์ RF ใน M2M และ IOT อุปกรณ์.

ทางออกหนึ่งคือความต้านทานที่ใช้งาน การจับคู่ นี้ เทคโนโลยีสามารถลดขนาดทางกายภาพของเสาอากาศได้โดย 50% ไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพ. นี้ การลดขนาดที่สำคัญมีความหมายมากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อ ปริมาณแบตเตอรี่ยังคงเติบโตและเสาอากาศเพิ่มเติมจะต้องรวมเข้ากับอุปกรณ์ นอกจากนี้เทคโนโลยีนี้สามารถใช้เพื่อครอบคลุมแถบความถี่ที่กว้างขึ้นด้วยเสาอากาศเดียวกัน ปริมาณ

เหมาะอย่างยิ่งการจับคู่ความต้านทานที่กระตือรือร้นควร ทำที่ ค่อนข้าง กว่า ไกลจากระบบทั้งหมดเช่นใน รับส่งสัญญาณ ชิปเซ็ต การออกแบบที่จุดฟีดจะเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด เพราะ การดีบักคือการมุ่งเน้นไปที่เสาอากาศทั้งหมด ระบบ. เมื่อไหร่ การดีบักวางอยู่ไกลจากส่วนหลังของลิงก์ RF ประสิทธิภาพของระบบจะส่งผลกระทบต่อความล่าช้าทางไฟฟ้าและการสูญเสียการส่งสัญญาณ

การสลับวงเป็นอีกอย่างที่สำคัญ วิธี. หรือที่เรียกว่ารูรับแสงที่ใช้งานอยู่ (Activeapperure) เทคโนโลยีนี้สามารถเปลี่ยนความยาวไฟฟ้าขององค์ประกอบเสาอากาศแบบไดนามิกเพื่อเปลี่ยนความถี่ การตอบสนอง. วิธีการทางเลือกที่ได้รับการกล่าวถึงในการจับคู่ที่ใช้งานอยู่ก่อนหน้านี้คือการเปลี่ยนความต้านทานของเสาอากาศในวงจรดีบักที่ฟีด จุด ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองวิธีคือการใช้งาน รูรับแสง / วงดนตรี สวิตช์ใช้เพื่อปรับองค์ประกอบเสาอากาศหยาบในขณะที่ตรงกับจุดฟีดโดยอัตโนมัติเพื่อให้ความถี่ที่ปรับให้เหมาะสมยิ่งขึ้น

ในอดีต OEM ต้องเลือกระหว่างสองเทคโนโลยี เพราะ ของปัญหาต้นทุนที่เกิดจากหลายส่วนประกอบ (เช่น ในฐานะที่เป็นตัวเก็บประจุที่ปรับได้และ สวิทช์) อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ที่ใช้งานใหม่กำจัด สิ่งเหล่านั้น การแลกเปลี่ยนและผสมผสานระหว่างสี่พอร์ตแทน สวิตช์และตัวเก็บประจุที่ปรับได้ในวงจรรวมคลื่นความถี่วิทยุเดียว (RFIC) นี้ การออกแบบใช้สวิตช์วงเพื่อปรับโดเมนความถี่หลายร้อย MHz และใช้ฟังก์ชั่นการจับคู่ที่ปรับได้เพื่อปรับแต่งความต้านทาน ใหญ่ที่สุด เสาอากาศท้าทายใน LTE เทคโนโลยีปรากฏต่ำกว่า 1 GHz เพราะ วงความถี่นี้มีความไวต่อเสาอากาศมากที่สุดขนาด ขนาด. เทคโนโลยีระบบเสาอากาศที่ใช้งานจะมุ่งเน้นไปที่การปรับแต่ง เหล่านี้ ต่ำกว่า LTE ความถี่ วงดนตรี. ประสิทธิภาพความถี่ที่สูงขึ้นค่อนข้างง่ายต่อการบรรลุแม้จะไม่มีการปรับใช้งาน เมื่อ เพิ่มประสิทธิภาพขนาดของ เหล่านี้ ความถี่สูงในตัวเสาอากาศ. ดังนั้นมันจะให้ความสำคัญกับความถี่ต่ำ การจับคู่ความต้านทานและให้วิธีการแก้ปัญหา

ซัพพลายเออร์ชิปมักจะออกแบบวงจรรวมคลื่นความถี่วิทยุ (RFIC) ครอบคลุมถึงวงดนตรีความถี่มากเท่าที่เป็นไปได้ปรับให้เข้ากับเสาอากาศจำนวนมากและจับคู่ความต้านทานมากเท่าที่เป็นไปได้ ดังนั้นการออกแบบต้องมีการแลกเปลี่ยนระหว่างประสิทธิภาพและ ค่าใช้จ่าย แต่ซัพพลายเออร์กับประสบการณ์เสาอากาศจำนวนมากรู้ว่า ปรับได้ ส่วนประกอบ ไม่สามารถ ชดเชยเสาอากาศที่น่าสงสารอย่างอิสระ ออกแบบ ในเวลาเดียวกันมีประสบการณ์ที่มีประสบการณ์ ระบบเสาอากาศซัพพลายเออร์ยังรู้ว่าเพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและต้นทุนต่ำสุดมันมีความสำคัญเท่าเทียมกันในการออกแบบเสาอากาศและการประสานงาน วงจร.

ด้วยความนิยมอย่างค่อยเป็นค่อยไปของ LTE โซลูชั่นเสาอากาศที่ใช้งานจะกลายเป็นทางออกที่จำเป็นในการพบกับ Mimo ความท้าทายทางเทคนิคของ LTEและในเวลาเดียวกันช่วยเหลือ OEM โดดเด่นจากการแข่งขันและการผลิต ประสิทธิภาพสูงขึ้น อุปกรณ์.

www.whwireless.com