kuinka järjestelmällisesti ottaa käyttöön edistynyt antenniarkkitehtuuri langattomille LTE-laitteille

odota lukevan loppuun 13 minuutissa

yhteyden luotettavuuden ja siirtonopeuden huomattavan parantuessa, LTE kehittyy nopeasti kaikkialla maailmassa. Maailmanlaajuisen matkapuhelintoimittajien yhdistyksen (GSA) tietojen mukaan, kaupalliseen käyttöön on otettu yli 318 LTE-verkkoa. käytössä 111 maassa ja alueella.

kaikissa näissä kaupallistetuissa ja suunnitteilla olevissa LTE-verkoissa on yhteistä.. Niiden on myös ymmärrettävä LTE:n MIMO-vaatimukset.. mimo vaatimukset ulottuvat tukiasemille ja päätelaitteille. päätelaitteiden tapauksessa, on useita syitä, jotka tekevät MIMOsta haasteen,, mukaan lukien useiden antennien tarve, jatkuva harveneminen,. ennennäkemätön taajuuskaistaerottelu, operaattorin suosio matalia taajuuksia varten, ja kokemuksen puute RF-suunnittelusta.

3g vaatii vain yhden antenni , vaikka MIMO-tekniikka vaatii vähintään kaksi antennia., antennien määrä kasvaa, koska MIMO on suunniteltu 4 × 4 ja 8 × 8 ., jossa on useita antenneja. lte antennit (mukaan lukien 3G/2G-varaantennit, GPS, wi-fi, bluetooth, ja NFC), tilan löytäminen vaikeutuu. huippuluokan MIMO-rakenne on ristiriidassa ohuempien ja kevyempien laitteiden kanssa .

kun laitteet ohenevat ja kevenevät, älypuhelimien ja tablettien sisätila pienenee 25 % vuodessa. näyttöruutu ja akku saivat korkeimman prioriteetin, kun taas komponentit, kuten prosessori, muisti, antennijärjestelmä, ja muut komponentit voisivat kilpailla vain jäljellä olevasta tilasta. toisaalta, suuntaus on ohuempi; toisaalta, MIMO ja matalat taajuudet (kuten 700 MHz) vaativat suuremman fyysisen antennikokoonpanon. täyttääkseen nämä kaksi tarvetta samanaikaisesti, tämä antaa alkuperäisille laitevalmistajille (oem) ja heidän suunnittelutiimi tuo painetta, jota ei voida sivuuttaa.

lte toimii yli 40 taajuuskaistalla,, joka kattaa 450mhz 2.7 GHz:iin,, joista noin puolet on käytetty olemassa olevissa laitteissa., jotka mahdollistavat maailmanlaajuisen LTE-verkkovierailun älypuhelimille tai tablet-laitteille, edellyttävät vähintään 40 taajuuskaistan tukemista. alueilla, joita LTE ei kata,. se on alennettu vastaavaan 3G-standardiin. näillä taajuuskaistoilla, jopa millä tahansa pienellä taajuuskaistojen osajoukolla,, on haastavaa löytää antennitilaa tarvittavalle 2 × 2 tai useammalle MIMO, plus. antennit, kuten wi-fi ja muut tekniikat., siitä tulee toisinaan vieläkin vaikeampaa.

operaattorit kaipaavat aina pienempiä pääomakustannuksia (capex) ja käyttökustannuksia (opex),, joten matalista taajuuskaistoista tulee heidän paras valintansa. yleinen kokemus on, että alhaisemman taajuuden ja tiheyden tukiasemat tuovat operaattoreille parempia tuloja. . alemmat taajuuskaistat voivat myös tarjota paremman peiton sisätiloissa,, kuten 700 MHz., tämä taajuuskaista voi myös vastata nopeasti kasvavien "esineiden internet" (iot) markkinoiden tarpeisiin ja tarjota hyvän langattoman yhteyden verkko,, joka takaa myös käyttäjien tyytyväisyyden. olennaiset. operaattorit kiinnittävät tällä hetkellä huomiota 600 MHz:n taajuuskaistan tulevaan käyttömekanismiin., mutta, alemmat taajuuskaistat vaativat myös suurempia fyysisiä antenneja, mikä tekee alkuperäisistä valmistajista ja niiden RF-toimittajista luovempia sijoittaessaan antenneja ohuempiin ja kevyempiin älypuhelimiinsa., iot-laitteilla on myös antennitilarajoituksia.

Kun LTE-teknologian levinneisyysaste nousee,, myös paine, kun laitetoimittajat lisäävät LTE:tä tuotteisiinsa., pelkkä uusien teknologioiden oppimiskäyrän seuraaminen riittää haastamaan kokeneet älypuhelinvalmistajat. monille toimittajille, joilla on vähän tai ei kokemusta m2m ja iot , solukkoteknologian upottaminen tuotteisiinsa aiheuttaa enemmän haasteita.

OEM-valmistajien ja heidän RF-toimittajiensa ei tarvitse vain käsitellä näitä haasteita,, vaan vielä tärkeämpää, käyttää innovatiivisia ratkaisuja työskennelläkseen tehokkaammin samalla, kun he saavat etuja markkinoiden erilaistumisesta..

aktiiviset antennit ja RF-ratkaisut: lisää joustavuutta,, luotettavuutta ja suorituskykyä

aktiiviset antennijärjestelmät voivat auttaa valmistajia ja niiden RF-toimittajia työskentelemään tehokkaammin. verrattuna perinteisiin passiivisiin antenneihin, aktiiviset järjestelmät tarjoavat enemmän joustavuutta suunnittelussa ja suorituskyvyssä. itse asiassa, aktiiviset antennit ovat helpoin tapa mukautua LTE's taajuuskaistaerottelu ja MIMO-vaatimukset. se ei ainoastaan täytä operaattoreiden' matalia taajuuksia,, vaan auttaa myös sovittamaan ohuempia ja ohuempia laitteita..

yksi aktiivinen antenni voi kattaa kaksi tai useampia LTE-taajuuskaistaa, jopa kaukana toisistaan,, kuten taajuuskaista 17 (704–746 MHz) ja taajuusalue 41 (2496–2690 MHz). yksisyöttöantennit on kehitetty kattamaan kaikki LTE-taajuuskaistat alkaen 698–2700 MHz. Tämä joustavuus antaa useammalle operaattorille mahdollisuuden kehittää lte-advanced,, mikä tarkoittaa kantoaaltojen yhdistämistä., kun erotetut taajuuskaistat etääntyvät, lte-advanced muuttuu haastavammaksi. järjestelmäsuunnittelijat valitsevat yhä useammin aktiivisia antennijärjestelmiä täyttääkseen tämä haaste.

aktiiviset antennijärjestelmät antavat yrityksille uusia vaihtoehtoja saavuttaa luotettavuutta ja suorituskykyä, joista loppukäyttäjät ovat huolissaan,, kuten puhe, video, ja tiedonsiirto, sekä 3G ja 4G. toisin kuin passiiviset antennit.. 3 aktiiviset antennijärjestelmät voivat automaattisesti toistaa virityksen ja kompensoida käyttäjän's pään ja käsien aiheuttamia virityksen purkamisvaikutuksia., mikä tarkoittaa, että älypuhelimet ja tablet-laitteet voivat tarjota paremmin nopean uplink- ja downlink-yhteyden käytettäessä aktiivisia antenneja, ja katkenneita puheluita on vähemmän. hyvä luotettavuus ja suorituskyky hyödyttävät OEM-valmistajien brändejä. älypuhelimien, tapauksessa myös operaattorit toivovat hyötyvänsä sekä brändin maineesta että käyttökustannuksista,, jotta heidän asiakaspalvelunsa saa vähemmän valituksia.

aktiiviset antennijärjestelmät voivat myös parantaa OEM-valmistajien. kilpailuetua esimerkiksi, uuden tuotteen suunnitteluvaiheessa,, mukaan lukien muutokset emolevyn ulkoasuun, tai erityisvaatimuksia vaativiin laitteisiin (esim. muodon ja suorituskyvyn säädöt), aktiivista antennijärjestelmää voidaan säätää dynaamisesti sopeutumaan näihin muuttuviin ympäristöolosuhteisiin. tämä vähentää tehokkaasti uusien tuotteiden kustannuksia ja edistää niiden toimitussykliä. OEM-valmistajat voivat minimoida tuotemallinsa , koska aktiivisen järjestelmän joustavuus tarkoittaa, että se voi mukautua kunkin maan tai käyttäjän taajuusalueeseen.

määritellä ihanteellinen aktiivinen ratkaisu

koska aktiiviset antennijärjestelmät tarjoavat monia etuja lte mimo sovelluksissa, ei ole yllättävää, että niin monet RF-toimittajat kehittävät aktiivisesti aktiivisia virheenkorjausratkaisuja. yhä useammalla valinnalla on myös omat haasteensa: määritä ensin ratkaisu,, joka on tehokkaampi kuin muiden asioiden, kuten esim. suorituskyky, luotettavuus, joustavuus, ja integroinnin helppous.

avain onnistuneeseen toteutukseen on systemaattisessa järjestelmässä. tämän ratkaisun on saavutettava paras suorituskyky täydellisenä ratkaisuna antennien synkronisen suunnittelun ja optimoinnin kautta, aktiivisten laitteiden ja algoritmien. tämä menetelmä ei tarjoa vain laitetoimittajia helposti integroitavalla ratkaisulla,, mutta myös auttaa heidän tuotteitaan pääsemään markkinoille mahdollisimman nopeasti ja alhaisin kustannuksin. muut ratkaisut vaativat useita vaiheita saavuttaakseen. ensin, laitetoimittajan hankkia antenni ja siru erikseen, ja nämä komponentit eivät voi toimia yhdessä optimaalisesti. toiseksi, laitetoimittajien on integroitava erilaisia laitteita, optimoitava ohjelmistot, integroitava eri osat laitteisiin ja toivottava, että ne kaikki voivat toimia . tämä lähestymistapa on erittäin aikaa vievä ja kallis, ja laajentaa samalla oppimiskäyrää., niille sirutoimittajille, joilla ei ole antenniasiantuntemusta, ja useimmille antenniyhtiöille, joilla ei ole aktiivista laitetta. xperience, tälle ratkaisulle voi myös olla vaikea saada tukea.

ihanteellinen ratkaisu on, että integroitu moduuli voi säästää tehokkaasti kustannuksia ja se voidaan lisätä nopeasti älypuhelimiin, tabletteihin ja muihin langattomiin laitteisiin, sen sijaan, että kuluisi viikkoja tai kuukausia.. Tämä plug-and-play-rakenne vähentää T&K-kustannuksia ja markkinoilletuloaika OEM-valmistajille, ja samalla heidän'ei tarvitse palkata radiotaajuustiimiä hoitamaan vastaavat työt., jälkimmäisten edut sopivat erityisesti insinööreille, joilla on vain vähän tai ei RF-kokemusta M2M- ja iot-laitteista.

yksi ratkaisu on aktiivinen impedanssisovitus. tämä tekniikka voi pienentää antennin fyysistä kokoa 50 % vaikuttamatta suorituskykyyn. tämä merkittävä koon pienentäminen on erittäin mielekästä, varsinkin kun akun tilavuus jatkaa kasvuaan ja lisäantenneja on integroitava laitteeseen. ja lisäksi, tätä tekniikkaa voidaan käyttää laajemman taajuuskaistan kattamiseen samalla antennivoimakkuudella.

ihannetapauksessa, aktiivinen impedanssisovitus tulisi tehdä syöttöpisteessä eikä kaukana koko järjestelmästä,, kuten lähetin-vastaanottimen piirisarjassa., syöttöpisteen suunnittelu maksimoi suorituskyvyn,, koska virheenkorjauksen tarkoituksena on keskittyä koko antennijärjestelmässä., kun virheenkorjaus sijoitetaan kauas RF-linkin takapäästä,, järjestelmän suorituskyky vaikuttaa haitallisesti siirtolinjan sähköiseen viiveeseen ja katoamiseen.

kaistanvaihto on toinen tärkeä tapa., joka tunnetaan myös nimellä aktiivinen aukko (activeaperture), tällä tekniikalla voidaan dynaamisesti muuttaa antennielementin sähköistä pituutta sen taajuusvasteen muuttamiseksi. vaihtoehtoisesta menetelmästä on keskusteltu edellisessä aktiivisessa sovitus,, jonka tarkoituksena on muuttaa antennin impedanssia virheenkorjauspiirissä syöttöpisteessä. suurin ero näiden kahden menetelmän välillä on, että aktiivista aukko/kaistakytkintä käytetään karkeasti säätämään antennielementtiä samalla kun sovitetaan automaattisesti. syöttöpiste optimoidun taajuusvasteen aikaansaamiseksi.

Aiemmin, valmistajien oli valittava kahdesta tekniikasta useiden komponenttien (kuten säädettävien kondensaattorien ja kytkimien) aiheuttamien kustannusongelmien vuoksi., mutta, uusi aktiivinen laite eliminoi nämä kompromissit ja sen sijaan yhdistää neliporttinen kytkin ja säädettävä kondensaattori yhdessä radiotaajuusintegroidussa piirissä (RFIC). tämä rakenne käyttää kaistakytkintä useiden satojen MHz:n taajuusalueen säätämiseen, ja käyttää säädettävää sovitustoimintoa hienosäätämiseen impedanssi. suurin antenni LTE-tekniikan haaste näkyy alle 1 GHz:n,, koska tämä taajuuskaista on herkin antennin koolle. aktiivinen antennijärjestelmäteknologia keskittyy näiden matalampien LTE-taajuuskaistojen virittämiseen. korkeampi taajuus on suhteellisen helppo saavuttaa jopa ilman aktiivinen säätö optimoitaessa näiden suurtaajuisten sisäänrakennettujen antennien kokoa., joten, se kiinnittää enemmän huomiota matalataajuisen impedanssin sovitukseen ja tarjoaa tehokkaamman ratkaisun.

sirutoimittajat suunnittelevat yleensä radiotaajuusintegroidun piirin (RFIC) kattamaan mahdollisimman monta taajuuskaistaa, mukautuvat mahdollisimman moneen antennityyppiin ja sopivat mahdollisimman suureen impedanssiin., joten, suunnittelu vaatii kompromissia. suorituskyvyn ja kustannusten välillä., mutta toimittajat, joilla on paljon antennikokemusta, tietävät, että viritettävät komponentit eivät voi itsenäisesti kompensoida huonoa antennirakennetta. samaan aikaan, kokeneen aktiivisen antennin kanssa. antennijärjestelmä toimittaja tietää myös, että parhaan suorituskyvyn ja alhaisimpien kustannusten saavuttamiseksi, on yhtä tärkeää suunnitella antenni ja sen koordinointipiiri..

LTE,:n asteittaisen suosion myötä aktiivisista antenniratkaisuista tulee välttämätön ratkaisu vastaamaan MIMO:n teknisiin haasteisiin. lte , ja samalla auttaa valmistajia erottumaan kilpailijoista ja valmistamaan tehokkaampia laitteita.

www.whwireless.com