Wcześniej wyższe prędkości transmisji danych bezprzewodowych były osiągane dzięki coraz bardziej złożonym systemom modulacji, które kapsułowały więcej danych bitów w tym samym kawałku widma.Rozwiązanie to osiągnęło obecnie granicę praktycznego zastosowania, więc w przyszłości, niezależnie od tego, czy jest on zaprojektowany do komercyjnych aplikacji przepustowych 5G, czy połączeń wojskowych o dużej przepustowości, będzie opierał się na szerszej przepustowości, a nie gęstszej modulacji.Ta transformacja technologiczna zmusiła projektantów do przejścia na spektrum fal milimetrowych (mmWave), który może osiągnąć różne nowe funkcje dzięki obfitym zasobom widma, ale również niesie ze sobą szereg zupełnie innych wyzwań projektowych.
System komunikacji 5G korzysta z lat badań, które początkowo prowadzone były przez przedsiębiorstwa obronne.Technologia anteny z fazowanej siatki pochodzącej z obronności narodowej może osiągnąć skanowanie wiązki i wielocelowe śledzenie synchroniczne, i jest obecnie powszechnie stosowany w aplikacjach 5G do jednoczesnego przesyłania wielu strumieni danych do wielu użytkowników.Systemy komercyjne w coraz większym stopniu działają w pasmach częstotliwości takich jak 28 GHz i 39 GHz, aby uzyskać przepustowość wymaganą do połączeń wielogigabitowych.
Analog Devices, Inc. and other companies utilize their accumulated millimeter wave expertise in defense industry applications to provide standard components that meet both defense performance requirements and commercial infrastructure manufacturing needsZaawansowana technologia montażu powierzchniowego IC o wysokiej częstotliwości przyczynia się do szeroko zakrojonej technologii 5G.
Zarówno 5G, jak i przemysł obronny opierają się na zaawansowanym sprzęcie o wysokiej częstotliwości.podczas gdy aplikacje wojskowe, takie jak wojna elektroniczna (EW), wymagają szerszej szerokości pasma operacyjnego, aby zapewnić możliwości wykrywania widmaPomimo tych różnic rozwój szerokiej pasma modulacji w dziedzinie 5G przyczynił się do symbiozy na poziomie produkcji.
Integracja technologii fal milimetrowych w tych dziedzinach pozwoliła osiągnąć skalę produkcji wymaganą do komercyjnego wdrożenia.Ta fuzja znacznie zmniejsza koszty związane z uzależnieniem się od kosztownych procesów montażu małych partii "czapów i drutów" do produkcji produktów do zastosowań wojskowych.
Ta skala opiera się na wysoce zintegrowanych układach IC częstotliwości radiowej (RFID), modułach fazowanej sieci i łatwych w obsłudze rozwiązaniach testowych.rozwiązania te są coraz częściej oferowane małym firmom projektowym, które w przeszłości nie miały budżetu ani specjalistycznych możliwości dużych kontrahentów obronnych.
W przeszłości testowanie anten z układem fazowym w częstotliwościach 28 GHz i 39 GHz wymagało kosztownych dużych komór anekowych.Powszechne wdrażanie technologii 5G sprzyja rozwojowi niedrogich gotowych rozwiązań testowych OTA, które firmy obronne mogą wykorzystać do szybkiego rozwiązywania wyzwań związanych z rozwojem produktów bez konieczności znaczących inwestycji finansowych.Popularność tych zatwierdzonych i bezpośrednio uruchamianych bloków budowlanych pozwala firmom projektowym wszystkich rozmiarów na wykorzystanie fal milimetrowych jako łatwego do zarządzania podsystemu, co ułatwia przekształcanie obiecujących aplikacji fal milimetrowych z schematycznych schematów w rozmieszczalny sprzęt.
Innowacje w zakresie widma radiowego
Od dziesięcioleci innowacje w technologii bezprzewodowej wykorzystywały dwie zasadniczo różne metody: kodowanie większej ilości informacji w każdym z różnych stanów sygnału (symbol),lub rozszerzenie przestrzeni widmowej wykorzystywanej do przesyłania informacji.
Prostsze schematy modulacji dają pierwszeństwo solidności i integralności sygnału, podczas gdy bardziej złożone schematy poprawiają przepustowość danych poprzez przesyłanie więcej bitów na symbol.Podstawowa metoda modulacji wykorzystuje niewielką ilość informacji (np. pojedynczy bit) do reprezentowania każdego symboluProjektanci mogą poprawić wydajność systemu, wykorzystując bardziej złożone schematy modulacji, takie jak QAM, aby kodować więcej informacji dla każdego symbolu,lub poprzez dostęp do szerszych kanałów widmowych w częstotliwościach fal milimetrowych.
Modulacja określa, w jaki sposób dane są pakowane na nośnik, podczas gdy wzmacniacze mocy (PA) zapewniają, że bity danych docierają do przeznaczenia.wzmacniacze mocy dają pierwszeństwo wydajności i liniowości w wyznaczonych pasmach częstotliwości w celu wspierania szeregów fazowych o wysokiej przepustowościJednakże w systemach wojskowych, szerszy zakres częstotliwości i wyższa moc są zwykle dążone do poprawy jasności radaru, zdolności komunikacji satelitarnej i użyteczności.
Nawet wraz z postępem technologii modulacji nadal istnieje podstawowa granica ilości danych przesyłanych przez określone pasma częstotliwości nośnej (FC).Jedną z kluczowych zasad jest to, że przepustowość danych jest bezpośrednio związana z szerokością kanału, czyli szerokość pasma sygnału modulowanego (FBW). Aby osiągnąć wyższe prędkości przesyłu danych, potrzebny jest szerszy kanał częstotliwości nośnej,Tak samo jak przejście z zatłoczonej autostrady o jednym pasie na autostradę o dziesięciu pasach (rysunek 1).