广告

使用5G无线技术连接未来

2021-09-18 11:37:30 ADI 阅读:
5G无线技术即将到来;但我们需要先完成关键的基础设施升级。

5G无线技术即将到来;但我们需要先完成关键的基础设施升级。kUqednc

过去几年来,围绕5G网络技术进行的大肆宣传不断升级。如果您闭目塞听(或与世隔绝),情况大概会是这样:它规模宏大,即将到来并将改变一切。kUqednc

kUqednc

在这种情况下,这种戏剧性实际有迹可循。在5G世界中,虚拟医生和家庭检查系统甚至能为全球最偏远的地区带去价格实惠的高品质医疗服务。精密的全息图和增强现实体验将会开辟新的艺术和娱乐途径,而实时数据流则将改变从制造业到农业的各个行业。kUqednc

斯坦福大学工程教授兼无线系统实验室主任Andrea Goldsmith表示:“随着数十亿设备彼此互联以及连接云,下一代无线技术有望做到随时随地实施检测,处理海量数据,并从使用这些数据的设备中获取信息。但能否真正实现您在新闻中看到的那种前景,则取决于对无线技术开发的投资。”kUqednc

具体来说,这些投资包括重新考虑如何测试和建设通信基础设施,比如支撑前几代无线技术的蜂窝基站。在这个过程中,不仅需要具备构建电信基础设施的深厚专业知识,还需要创造性地开发解决方案,满足一些非常复杂的要求,利用5G无线技术提供无处不在的连接。kUqednc

另一个代沟

随着我们能够提供更高的速度和带宽,以及市场寻求缩小产品尺寸,导致电信基础设施的扩展成本越来越高,也越来越复杂,而5G的出现开始推动电信行业不断创新。kUqednc

以5G基站中使用的无线电为例:为了与网络上的大量新设备进行通信,其通道数比4G产品多16倍。所以,其中使用的硅芯片非常多。这使得它们的质量更重,价格更昂贵,且需要耗费大量电能。kUqednc

尽管存在这些挑战,但5G基站将成为推出新一代网络的决定性因素。电信服务提供商和制造商贸易组织5G Americas的总裁Chris Pearson表示:“网络密度是决定5G的关键因素之一,我们需要的不仅仅是增加数千个站点,而是增加成千上万。”kUqednc

网络密度是决定5G无线技术的关键因素之一。我们需要的不仅仅是增加数千个站点,而是增加成千上万。kUqednc

Chris PearsonkUqednc

总裁 | 5G AmericaskUqednc

见证发展浪潮

随着5G的到来,我们将迎来一个高速度、低延迟、大规模连接的时代。虽然它将改变每一个行业,但其造成的影响在城市环境中尤其明显,并将为未来的智慧城市铺平道路。kUqednc

与4G相比,5G本质上有两大改进;在更低和更高的频率,以及毫米波(mmWave)频段提供大规模多路输入、多路输出(MIMO)后者特别适合密集型城市环境。kUqednc

kUqednc

图1. Massive MIMO 和 mmWavekUqednc

一般来说,毫米波是指30-300 GHz之间的射频频段,其波长以毫米为单位。对于5G,5G标准组织(称为3GPP)定义的毫米波频段为24-100 GHz,未来可能考虑更高频率。kUqednc

kUqednc

图2. 5G 带宽机遇kUqednc

5G毫米波技术主要针对高频段,这些频段含有更多的可用频谱。毫米波频率更高时,波长更短,这意味着需要更小的天线和设备,以便在较小的城市区域轻松设置更多的毫米波基础设施。kUqednc

ADI公司汽车、通信和航空航天集团高级副总裁Greg Henderson了解电信公司面临的巨大需求。他表示:“如果成倍增加这些通道,那么基站中的设备基本也会成倍增加。所以运营商面临的挑战,就是需要以过去4G基站大致相同的外形尺寸,同样的成本和功耗实现扩容目标。这需要完全重新考虑射频系统,从采用分立式组件和滤波器的传统射频架构转变为新型直接变频系统,通过架构和高级软件算法简化了设计。”kUqednc

kUqednc

图3.运营商所面临的挑战kUqednc

ADI在射频和微波通信等技术领域具有悠久历史,在推出前几代无线技术的过程中发挥了关键作用。从1G发展至今,我们开发了各种关键硬件,助力实现速度越来越快的高速数据转换和通信,这不仅是部署新通信网络的关键,对于证实全新性能水平的测试设备也至关重要。kUqednc

“我们不只是在开发组件。我们实际上是在试图解决与整个系统相关的问题。我们拥有一定水平的系统架构专业知识,以及非常强大的技术组合,这让我们能够以非常独特的方式解决极具挑战性的问题”,ADI通信部副总裁Joe Barry表示。kUqednc

该公司运用其专业经验来满足5G网络技术的独特需求,创建了一种软件定义收发器形式的全新通信架构。这项技术最初是为4G开发的,它将复杂、甚至笨拙的信号链集成到一个微芯片中。通过这种方式,建造5G基站所面临的规模、功率和成本方面的挑战(阻碍实施的关键因素)得以迎刃而解。kUqednc

“我们在这些基站中使用的物理空间基本相同,但每个能量单位获得的比特数要比4G高出一个数量级。所以我们需要部署一些非常复杂的射频天线处理技术。在5G的下一个阶段,可能会出现一些基于边缘的云系统,从而能够为不同的业务类型提供动态服务。所以在工业4.0等领域可能会出现新的商业模式,届时5G可能会成为任务关键型工厂自动化连接的基石”,ADI公司总裁兼首席执行官Vincent Roche表示。kUqednc

更好的基站

5G 毫米波需要重新考虑目前用于无线通信的基站架构,重点是实现更大的密度。自 2015 年以来,美国公司已经建造了 3 万个 5G 基站,未来几年还将建造更多。kUqednc

kUqednc

图4. 美国的基站数量kUqednc

下一回合

奠定基础之后,5G无线技术就可能改变所有这一切。根据卡内基梅隆大学的研究,通过5G网络提供支持的交通管理解决方案可以使车辆的等待时间缩短40%,使温室气体排放量降低21%。在工业领域,5G将为大规模物联网铺平道路,提供超低延迟无线连接,使制造商能够更智能、更快、更高效地工作。一些研究预测,到2022年,物联网设备的数量将达到15亿件,其应用范围将涵盖从车队管理到农业等诸多领域。另一些人则认为到2025年这个数字将高达640亿。kUqednc

“如果您把迈向5G之路比作一场棒球比赛,我们现在可能处于第二局。但我们可能很快会进入第四或第五局,在未来一两年,还会有更多的国家制定部署规划。到2020年,全球大约有37005G用户,而这只是冰山一角。它将会飞速发展。”kUqednc

Chris PearsonkUqednc

总裁 | 5G AmericaskUqednc

我们还必须升级连接各蜂窝基站,以及连接全球通信网络的网络,以实现全面部署5G的承诺。随着这些系统能够以更远的距离提供越来越高的数据速率,需要实施精准控制来管理复杂的激光器、调制器和检波器序列。针对这种需求,ADI公司高度集成的精密电子和电源解决方案具有核心作用,能够使光学网络达到每秒数百千兆的速度,同时耗电量低于前代产品。此外,ADI公司的先进时钟产品能够助力提供所需的增强同步,以满足5G网络的精准时序要求。kUqednc

kUqednc

图5. 5G城市kUqednc

随着企业跨越5G难关(按照皮尔森的比喻,到达棒球赛的第九回合),像ADI公司这样的合作伙伴也已开始关注通信领域的下一步发展。“5G只是一个开始,我们期待着未来进一步超越5G,实现每秒几十千兆、延迟极低的6G或7G通信。对这些系统的需求才刚刚开始显现。但很明显,它们将需要再次进行全面重组,以充分发挥它们的潜力”,Henderson表示。kUqednc

  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 我国建成开通5G基站数达185.4万个 工信部近日透露,截至2022年6月底,中国5G基站数达到185.4万个,其中二季度新增基站近30万个,已建成全球规模最大、技术领先的网络基础设施,实现“县县通5G、村村通宽带”。。
  • 售价将超50万美元,乔布斯的Apple-1原型机电路板长什么 这块在 1976 年由史蒂夫-沃兹尼亚克手工焊接的 Apple Computer A 印刷电路板被史蒂夫-乔布斯用来向保罗-特雷尔演示 Apple-1 电脑,后者是加州山景城 The Byte Shop 的老板。这台原型机在“苹果车库”里保存了很多年,然后在大约 30 年前由史蒂夫-乔布斯交给了它现在的主人。当时,乔布斯已被苹果公司赶走。乔布斯当时认为这个原型不是要供奉的东西,而是要被重新利用的东西。
  • Matter智能家居应用上路 无线连接是智能家居应用和Matter规范的核心。为了符合Matter标准,业界芯片供货商正通过集成802.15.4或扩展其无线产品组合,以单芯片支持多种无线协议的实力推动智能家居应用的Matter转型…
  • 一种简单的PCB加温电路设计 加温电路的主要目的是为了在低温时,电路发挥作用为PCB板进行加热保温使其温度可以保持在器件可运行的最低温度以上,所以并不需要对温度进行精确的控制。因此制定以下方案,使用电阻与NTC温敏电阻进行分压,对一只MOS管或三极管进行控制。当温度低到一定阈值时,电阻与NTC电阻分压升高,打开加温电路,当温度回升后分压下降,降电路关闭。
  • AIoT生态发展大会智慧两轮车分论坛圆桌讨论:智慧两轮车 在AspenCore举办的“2022国际AIoT生态发展大会”上,“智慧两轮车分论坛”的圆桌讨论环节邀请到全志科技、威灵电机、发掘科技、台铃科技和灵动微电子五家两轮车市场的芯片商、方案商、系统商和整车厂,围绕“智慧两轮车市场如何弯道超车?”的主题展开了讨论。
  • 智能化、联网化趋势下,传统电动自行车企业如何价值再造 随着绿色低碳意识的提升,以及外卖与快递行业的发展,近年来电动自动车的产量及销量大幅增长。但与此同时,电动自行车的安全问题也引起全社会的关注。数据显示,2021年1-10月器期间,电动自行车电池故障引发的火灾1.4万起,包含多起人身伤亡事故,在政府的重视下,中国质量认证中心发布了智能电动车认证技术规范,希望能够用技术手段,用物联网手段降低电池的安全相关事故,能够提高电动自行车在电池和整车的安全性。电动自行车的智能化、联网化已成为刚需。
  • 发掘科技:V2X场景中的两轮车方案 日前,在AspenCore举办的“2022国际AIoT生态发展大会”的“智慧两轮车分论坛”上,发掘科技战略发展总监屈博发表了“V2X场景中的两轮车方案”主题演讲。
  • 电动两轮车需要什么样的MCU方案? 电机控制器作为智慧电动两轮车的“控制中心”,操控着车辆的加速、定速巡航、能量回收。在6月29日全球领先的专业电子机构媒体AspenCore和深圳市新一代信息通信产业集群联合主办的“2022国际AIoT生态发展大会-智慧两轮车分论坛”上,专注于MCU研发和生产的灵动微电子,分享了智慧两轮车需要什么样的电机驱动芯片。
  • 撬开Google Wifi路由器,一窥内部设计 最近,Google悄然发布了一款价格较低的第三代设计,其中唯一值得注意的改进(至少在外观上)是将基于USB-C连接器的电源转变为基于桶形连接器的电源。在我的三件套翻新机中,有两件是第二代AC-1304型号,但第三件是第一代 NLS-1304-25,这也正是此次要拆解分析的对象。
  • 如何评估3D音频解决方案 沉浸式3D/空间音频,与XR/360视频相结合,给您带来宛若置身于茂密深林的视听体验——飘落的细枝在脚下嘎吱作响,一头鹿向东原跑去,当您的目光追着一只红衣凤头鸟而远去时,您能听见它扇动翅膀的声音。精准的头部跟踪有助于提供逼真的用户体验(UX),了解评估解决方案的关键因素,可以帮助您在不断发展的行业中找到方向。
  • 芯海:信号链MCU新标杆——SmartAnalog系列 6月17日,在AspenCore举办的“全球MCU生态发展大会”上,芯海科技高级产品经理王伟发表了“信号链MCU新标杆:SmartAnalog系列”主题演讲。
  • 高通基于ARM处理器的性能,还要几年才能赶上苹果M系列芯 据EDN电子技术设计了解,Strategy Analytics在最新发布的报告中表示,苹果M1芯片的推出,奠定了其领先竞争对手的基础,而迄今为止,苹果最接近的竞争对手是高通公司,但目前后者还没有推出能与M1抗衡的产品,因此Strategy Analytics的一位分析师认为,苹果在基于ARM的处理器市场上有长达3年的领先优势。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了