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  • 虹科方案 | 想要高效实现毫米波波束成形和大规模MiMo?那定然离不开…

  • 2022-09-02     作者:     来源:广州虹科电子

  • 概述·

    本文介绍了通过波束成形器与虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器的集成,来将现有的sub-6GHz设备简单便捷地实现5G波束成形和大规模MiMo。



    在将5G通信扩展到毫米波频段的过程中,存在两个重要问题:

    ●   如何克服毫米波的高衰减特性?

    ●  如何将大规模多输入多输出(MiMo) 集成到基站的运行中?

    波束成形是毫米波通信的关键技术之一,它增加了传输距离并减少了不同射频通道之间的干扰。而随着对5G NR网络的设计研发,大规模MiMo也已成为5G NR部署的关键技术,毫米波大规模MiMo系统需要大量天线、复杂算法和波束控制装置,从而改善用户在5G中的体验。

    虹科TMYTEK UD Box 5G的主要特点

    工作频率:26.5-29.5GHz、37-40GHz

    专为5G n257频段设计的天线

    多达16个可控射频通道,每个通道提供:

    ●    360°移相器覆盖范围,5°每步

    ●    15dB衰减范围,0.5dB每步

    T/R半双工操作

    通过RJ-45以太网或SPI接口进行软件控制

    解决方案

    用sub-6GHz设备实现5G波束成形、相控阵和大规模MiMo

    适用于5G NR应用的波束可控、即用型、可拆卸毫米波天线

    集成软件/硬件以及易于访问的编程体系

    天线设计人员、5G算法开发人员和基带/系统通信研究人员一直在寻找更好的解决方案,以将现有的sub-6 GHz设备扩展到5G毫米波频段。随着5G通信向更高频率扩展,衰减和信号损耗变得更加突出。因此,将5G通信扩展到毫米波存在一些障碍,例如,如何克服这些频率的高衰减?该解决方案是否能与大规模MiMo技术集成到基站的运行中?

    波束成形

    由于毫米波的高衰减特性,波束成形成为5G毫米波通信的关键之一,它能够增加传输范围、降低射频通道噪声、增加增益和方向性。然而,在部署到5G通信上时,它仍然需要进行改进。

    大规模MiMo

    毫米波大规模MiMo系统需要结合大量此类波束成形天线,以显著提高传输容量并减少对相邻用户的干扰。它们结合了复杂的算法和波束控制装置,从而将无线电信号集中起来,为特定应用形成更窄的波束。


    ·扩展Sub-6 GHz设备到毫米波·

    虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器和波束成形设备集成解决方案的集成可用于:

    ●   毫米波波束成形、5G天线阵列设计和相控阵

    ●   多输入多输出(MiMo)技术研发



    扩展到5G毫米波波束成形的Sub-6 GHz的设备

    虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器

    虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器是一款覆盖高达44GHz的超宽带5G NR毫米波变频设备,它是一个上/下变频器,具有集成混频器、内部LO以及可选的IF和RF滤波器,专门用于5G和卫星通信领域。



    它可以广泛用于多种5G应用场景中:

    5G毫米波远场测量

    通过使用多个UD Box 5G和波束成形设备,实现将sub-6GHz设备应用于毫米波远场测量。



    可编程5G毫米波解决方案

    虹科TMYTEK UD Box 5G上/下变频器允许5G协议开发人员和工程师根据应用需求控制参数,使其成为研究和开发波束成形算法和协议的理想选择。



    大规模MiMo应用



    虹科毫米波大规模MiMo解决方案

    如图所示,毫米波大规模MiMo解决方案由4部分组成:波束形成器、上/下变频器、RF收发器和MiMo处理器。该系统目前在基站最多可支持128个信道,可以同时支持12个用户,它还能够进行快速的三维波束形成控制。通过控制每个通道的相位和幅度,可以在水平和垂直方向上实现高达90度的波束控制范围。


    ·总结·

    事实证明,这种毫米波大规模MiMo解决方案对研究和系统开发非常有帮助,该解决方案可用于广泛的研究领域,包括算法研究、毫米波领域数据采集和验证、RU系统开发等。技术的积累以及大规模MiMo和波束成形的应用是实现5G/B5G毫米波通信系统最重要的技术之一。

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