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根據(jù)商業(yè)績效創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（Business Performance Innovation Network）2020年3月的一項研究，近四分之三的移動服務(wù)提供商已經(jīng)開始推出5G網(wǎng)絡(luò)，或計劃到2021年第3季度推出。而且，日常聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計是兼容5G的，并著眼于廣泛的部署和采用。但這只是冰山一角。正如本系列博客#1中所討論的，5G的推出將改變和促進從醫(yī)療保健到工業(yè)和汽車等領(lǐng)域中新興技術(shù)的采用。另外它將推動業(yè)界極大增強關(guān)鍵通信基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的功能，這項工作已變得至關(guān)重要，因為新冠疫情已迫使許多企業(yè)轉(zhuǎn)向遠程工作環(huán)境。 采用高速、低延遲的5G基礎(chǔ)設(shè)施涉及到諸多方面的工作：需要構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施，包括增加許多蜂窩基站塔，以及5G網(wǎng)絡(luò)的虛擬化。這需要增加許多微型網(wǎng)站并采取其它手段來擴展建筑物內(nèi)和周圍的超高頻5G網(wǎng)絡(luò)。 天線、功率傳輸和其它連接器元器件的優(yōu)化，將推動5G技術(shù)的廣泛快速采用，并改變制造商對待設(shè)計流程的方式。 頻率更高，蜂窩更多 通常，只有憑借超過30GHz的毫米波（mmWave）頻率，才能實現(xiàn)5G的最大帶寬和最高速度性能，這對于消費類移動設(shè)備網(wǎng)絡(luò)是新生事物。雖然它們有可能為射頻吞吐量提供相應(yīng)的或更大的帶寬，但這些高頻信號不會傳播到很遠處，也不會像較低頻率那樣有效地穿透植被和建筑物。為了規(guī)避這些射頻覆蓋和穿透問題，運營商部署了更多的蜂窩站點，尤其是在人口稠密的城市地區(qū)。 因此，無線運營商正在全國安裝大約25萬個額外的小型蜂窩站點，以適應(yīng)毫米波頻率廣泛使用的局面。雖然有多種類型的蜂窩結(jié)構(gòu)可以處理從附近的十幾部設(shè)備到數(shù)百個連接的各種情況，但大多數(shù)蜂窩都是小型的且離散的。這些低功耗節(jié)點大約相當(dāng)于一個背包的大小，由射頻設(shè)備和天線組成。 為5G供電 除了5G數(shù)據(jù)和速度預(yù)計會增加，小型蜂窩站點的功耗在設(shè)計上也比目前的4G基礎(chǔ)設(shè)施還要低。5G蜂窩站點有望減少低頻連接中常見的全天候信號傳輸。這將使5G電池能夠切換到"睡眠模式"，與當(dāng)前的空閑系統(tǒng)相比，能耗可能會降低10倍。 同樣，使用多輸入多輸出（MIMO）架構(gòu)為接收器產(chǎn)生最佳信號。該架構(gòu)允許5G運營商精確地將信號從蜂窩站點指向目標(biāo)接收器（而不是在所有方向上的高功率傳輸）。因此，為每個接收器傳輸?shù)哪芰枯^少，并且蜂窩站點可以以相同的頻率傳輸信號到其它接收器，從而具有前所未有的靈活性。 設(shè)計兼容5G的設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的演變只是5G部署的一個方面。無論網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如何，設(shè)備制造商現(xiàn)在都必須做好準(zhǔn)備，通過定義最佳的射頻設(shè)備設(shè)計來充分利用5G的優(yōu)點。與蜂窩站點一 樣，這些設(shè)計必須采用一種完全不同的、更復(fù)雜的方法。 設(shè)備制造商必須決定他們希望每個設(shè)備使用5G網(wǎng)絡(luò)的哪些部分。現(xiàn)有的射頻電子設(shè)備和天線將足以用作簡單、低帶寬的設(shè)備，如許多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。但是，使用現(xiàn)有的低頻（低于6GHz）或針對毫米波（+30GHz）的優(yōu)化射頻電子設(shè)備以及額外的毫米波天線，將最能支持高性能智能手機和5G接入路由器。 如果將5G天線安裝在印刷電路板上或靠近印刷電路板，那么其射頻性能質(zhì)量取決于天線與產(chǎn)品之間的整合程度。設(shè)備制造商應(yīng)求助于射頻工程師，以定義和進行最佳的射頻設(shè)計，以便通過對每個設(shè)備進行最佳調(diào)整來提高射頻性能。 針對毫米波5G進行設(shè)計時，不僅需要注意天線，還需要注意天線的饋線/印刷電路和連接器。這些連接器的速率應(yīng)高于10GHz。要從每個設(shè)備上的5G電子器件處獲取信 號，需要非常注意每個高頻5G設(shè)備上端到端信號的完整性。這種對信號完整性的關(guān) 注，將決定這些設(shè)備的性能和利用超高速5G信號能力。 對發(fā)送和接收5G頻率的元器件進行深思熟慮的設(shè)計，對于下一代網(wǎng)絡(luò)的順暢推出至關(guān)重要。要了解更多有關(guān)構(gòu)建5G基礎(chǔ)設(shè)施所需的技術(shù)，請閱讀Molex莫仕最新版5G白皮 書。你還可以在我們的5G行業(yè)頁面上找到Molex莫仕的5G解決方案。 來源：貿(mào)澤電子 作者：Matt McWhinney |
