O que é a cadeia de sinal 5G NR Wave?

Os sinais de ondas milimétricas fornecem largura de banda mais ampla e taxas de dados mais altas do que os sinais de baixa frequência. Dê uma olhada na cadeia geral de sinal entre a antena e a banda base digital.
O novo rádio 5G (5G NR) adiciona frequências de ondas milimétricas a dispositivos e redes celulares. Junto com isso vem uma cadeia de sinal de RF para banda base e componentes que não são necessários para frequências abaixo de 6 GHz. Embora as frequências de ondas milimétricas abranjam tecnicamente a faixa de 30 a 300 GHz, para fins 5G elas abrangem de 24 a 90 GHz, mas normalmente atingem o pico em torno de 53 GHz. Esperava-se inicialmente que os aplicativos de ondas milimétricas fornecessem velocidades de dados mais rápidas em smartphones nas cidades, mas desde então passaram para casos de uso de alta densidade, como estádios. Também é usado para serviços de Internet de acesso fixo sem fio (FWA) e redes privadas.
Principais benefícios do 5G mmWave O alto rendimento do 5G mmWave permite grandes transferências de dados (10 Gbps) com largura de banda de canal de até 2 GHz (sem agregação de portadora). Esse recurso é mais adequado para redes com grandes necessidades de transferência de dados. O 5G NR também permite baixa latência devido às maiores taxas de transferência de dados entre a rede de acesso de rádio 5G e o núcleo da rede. As redes LTE têm latência de 100 milissegundos, enquanto as redes 5G têm latência de apenas 1 milissegundo.
O que há na cadeia de sinal mmWave? A interface de radiofrequência (RFFE) é geralmente definida como tudo entre a antena e o sistema digital de banda base. RFFE é frequentemente referido como a porção analógico-digital de um receptor ou transmissor. A Figura 1 mostra uma arquitetura chamada conversão direta (IF zero), na qual o conversor de dados opera diretamente no sinal de RF.
Figura 1. Esta arquitetura de cadeia de sinal de entrada 5G mmWave usa amostragem direta de RF; Não é necessário inversor (Imagem: Breve descrição).
A cadeia de sinal de onda milimétrica consiste em um RF ADC, RF DAC, um filtro passa-baixo, um amplificador de potência (PA), conversores digitais descendentes e ascendentes, um filtro RF, um amplificador de baixo ruído (LNA) e um gerador de relógio digital ( CLK). Um oscilador controlado por tensão/loop de bloqueio de fase (PLL/VCO) fornece o oscilador local (LO) para os conversores ascendentes e descendentes. Os interruptores (mostrados na Figura 2) conectam a antena ao circuito de recepção ou transmissão de sinal. Não é mostrado um IC de formação de feixe (BFIC), também conhecido como cristal de phased array ou formador de feixe. O BFIC recebe o sinal do conversor ascendente e o divide em vários canais. Ele também possui controles independentes de fase e ganho em cada canal para controle de feixe.
Ao operar no modo de recepção, cada canal também terá controles independentes de fase e ganho. Quando o downconverter é ligado, ele recebe o sinal e o transmite através do ADC. No painel frontal há um amplificador de potência embutido, LNA e finalmente um switch. RFFE habilita PA ou LNA dependendo se está em modo de transmissão ou modo de recepção.
Transceptor A Figura 2 mostra um exemplo de um transceptor de RF usando uma classe IF entre a banda base e a banda de ondas milimétricas de 24,25-29,5 GHz. Esta arquitetura usa 3,5 GHz como FI fixo.
A implantação da infraestrutura sem fio 5G beneficiará enormemente os provedores de serviços e os consumidores. Os principais mercados atendidos são módulos de banda larga celular e módulos de comunicação 5G para viabilizar a Internet Industrial das Coisas (IIOT). Este artigo enfoca o aspecto das ondas milimétricas do 5G. Em artigos futuros, continuaremos a discutir este tópico e nos concentraremos mais detalhadamente nos vários elementos da cadeia de sinal 5G mmWave.
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