Ун ел элек смартфоннар гадәттә дүрт GSM ешлык полосасында эшләүче берничә стандартны, һәм бәлки берничә WCDMA яки CDMA2000 стандартларын гына хуплыйлар. Сайлау ешлыгы бик аз булганда, 850/900/1800/1900 МГц полосаларын кулланган һәм дөньяның теләсә кайсы почмагында кулланырга мөмкин булган "дүрт төркемле" GSM телефоннары белән билгеле бер глобаль бердәмлеккә ирешелде. бик күп).
Бу сәяхәтчеләр өчен бик зур файда, һәм бөтен дөнья базары өчен берничә модель (яки бәлки бер генә) чыгарырга кирәк булган җайланма җитештерүчеләре өчен зур масштаблы экономия тудыра. Бүгенге көнгә тиз алга, GSM глобаль роумингны тәэмин итүче бердәнбер чыбыксыз керү технологиясе булып кала. Әйткәндәй, белмәгән булсагыз, GSM әкренләп этаплана.
Исемгә лаек булган теләсә нинди смартфон 4G, 3G һәм 2G керү мөмкинлеген тәэмин итәргә тиеш, киңлек киңлеге, тапшыру көче, кабул итүченең сизгерлеге һәм башка бик күп параметрлар.
Өстәвенә, глобаль спектрның фрагмент булуы аркасында, 4G стандартлары күп ешлык полосаларын үз эченә ала, шуңа күрә операторлар аларны теләсә кайсы өлкәдә булган ешлыкларда куллана алалар - хәзерге вакытта LTE1 стандартлары кебек 50 полоса. Чын “дөнья телефоны” бу мохиттә эшләргә тиеш.
Теләсә нинди кәрәзле радио чишәргә тиеш төп проблема - "икеләтә элемтә". Сөйләшкәндә без бер үк вакытта тыңлыйбыз. Баштагы радио системалары сөйләшүдән файдаланганнар (кайберәүләр әле дә эшли), ләкин телефоннан сөйләшкәндә, бүтән кешенең безне туктатуын көтәбез. Беренче буын (аналог) кәрәзле җайланмалар “дуплекс фильтрлар” (яки дуплексерлар) кулланганнар, сылтаманы башка ешлыкка күчереп “гаҗәпләнмичә”.
Бу фильтрларны кечерәк һәм арзанрак итү эре телефон җитештерүчеләре өчен зур кыенлык иде. GSM кертелгәч, протокол транссиверлар "ярты дуплекс режимында" эшли алырлык итеп эшләнде.
Бу дуплексерларны бетерү өчен бик акыллы ысул иде, һәм GSMга тармакта өстенлек итә алган аз чыгымлы, төп технология булырга ярдәм итүдә төп фактор булды (һәм кешеләрнең аралашу ысулын үзгәртү).
Android операцион системасын уйлап табучы Энди Рубинның Essential телефоны, Bluetooth 5.0LE, төрле GSM / LTE һәм титан рамкасында яшерелгән Wi-Fi антеннасын кертеп, соңгы тоташу үзенчәлекләрен күрсәтә.
Кызганычка каршы, техник проблемаларны чишүдән алынган сабаклар 3G-ның беренче көннәрендәге технологик-сәяси сугышларда тиз онытылды, һәм хәзерге вакытта доминант ешлыкны бүлү формасы (FDD) ул эшләгән һәр FDD төркеме өчен дуплексер таләп итә. Tичшиксез, LTE күтәрелеше бәяләр арту факторлары белән килә.
Кайбер төркемнәр Вакыт бүлеге Duplex, яки TDD куллана алалар (монда радио тапшыру һәм кабул итү арасында тиз күчә), бу төркемнәрнең саны азрак. Күпчелек операторлар (нигездә Азия операторларыннан кала) FDD диапазонын өстен күрәләр, алар арасында 30дан артык.
TDD һәм FDD спектры мирасы, чыннан да глобаль төркемнәрне азат итү кыенлыгы, һәм 5G күбрәк төркемнәр белән барлыкка килү дуплекс проблемасын тагын да катлауландыра. Тикшерелә торган перспектив ысулларга яңа фильтр нигезендәге конструкцияләр һәм үз-үзеңне комачаулау мөмкинлеге керә.
Соңгысы шулай ук "фрагментсыз" дуплексның (яки "төркемдәге тулы дуплекс") берникадәр өметле мөмкинлеген китерә. Киләчәктә 5G мобиль элемтә, без FDD һәм TDD гына түгел, ә бу яңа технологияләр нигезендә сыгылмалы дуплексны да карарга тиеш булырга мөмкин.
Даниянең Ольборг университеты тикшерүчеләре "Смарт Антенна Фронт Энд" (SAFE) 2-3 архитектурасын уйлап таптылар, ул тапшыру һәм кабул итү өчен аерым антенналар куллана һәм бу антенналарны (түбән җитештерүчәнлек) көйләнә торган берләштерә. кирәкле тапшыру һәм кабул итү изоляциясенә ирешү өчен фильтрлау.
Спектакль сокландыргыч булса да, ике антенна кирәклеге зур кимчелек. Телефоннар нечкәрә барган саен, антенналар өчен урын кечерәя бара.
Кәрәзле җайланмалар шулай ук киң мультиплексинг (MIMO) өчен берничә антенна таләп итәләр. SAFE архитектурасы һәм 2 × 2 MIMO ярдәме булган кәрәзле телефоннар дүрт антенна гына таләп итә. Моннан тыш, бу фильтрларның һәм антенналарның көйләү диапазоны чикләнгән.
Шуңа күрә глобаль мобиль телефоннар шулай ук барлык LTE ешлык полосаларын (450 МГц - 3600 МГц) каплау өчен бу интерфейс архитектурасын кабатларга тиешләр, бу күбрәк антенналар, күбрәк антенна тюнерлары һәм фильтрлар таләп итәчәк, бу безне еш бирелә торган сорауларга кире кайтара. компонентларның кабатлануы аркасында күп полосалы эш.
Планшетка яки ноутбукка күбрәк антенналар урнаштырылса да, бу технологияне смартфоннар өчен яраклы итәр өчен, көйләүдә һәм / яки миниатюризациядә алга китешләр кирәк.
Электр белән балансланган дуплекс чыбыклы телефонның беренче көннәреннән бирле кулланыла17. Телефон системасында микрофон һәм колакчын телефон линиясенә тоташтырылган булырга тиеш, ләкин кулланучының үз тавышы зәгыйфь килгән аудио сигналны ишетмәсен өчен бер-берсеннән аерылырга тиеш. Бу электрон телефон барлыкка килгәнче гибрид трансформаторлар ярдәмендә ирешелде.
Түбәндәге рәсемдә күрсәтелгән дуплекс схемасы тапшыру линиясенең импедансына туры килер өчен бер үк кыйммәтле резистор куллана, шулай итеп микрофоннан ток трансформаторга кереп, төп кәтүк аша каршы якка агып китә. Магнит агымнары эффектив рәвештә юкка чыгарыла һәм икенчел кәтүккә ток кертелми, шуңа күрә икенчел кәтүк микрофоннан изоляцияләнә.
Шулай да, микрофоннан алынган сигнал әле телефон линиясенә бара (ниндидер югалту булса да), һәм телефон линиясеннән килгән сигнал әле спикерга бара (шулай ук бераз югалту белән), бер үк телефон линиясендә ике яклы аралашырга мөмкинлек бирә. . . Металл чыбык.
Радио балансланган дуплексер телефон дуплексерына охшаган, ләкин микрофон, телефон, телефон чыбыклары урынына, В рәсемендә күрсәтелгәнчә, тапшыргыч, кабул итүче һәм антенна кулланыла.
Тапшыргычны кабул итүченнән аеруның өченче ысулы - үз-үзеңне комачаулау (SI), шулай итеп тапшырылган сигналны алынган сигналдан алу. Джамминг техникасы дистә еллар дәвамында радарда һәм тапшыруларда кулланыла.
Мәсәлән, 1980-нче еллар башында Плесси SI компенсация нигезендә "Groundsat" продуктын эшләп чыгарды һәм сатты, ярты дуплекс аналог FM хәрби элемтә челтәренең диапазонын киңәйтү өчен4-5.
Система тулы дуплекс бер каналлы кабатлаучы ролен башкара, эш өлкәсендә кулланылган ярым дуплекс радиоларның эффектив диапазонын киңәйтә.
Соңгы вакытта үз-үзеңне комачаулау басымы белән кызыксыну туды, күбесенчә кыска диапазонлы элемтә (кәрәзле һәм Wi-Fi) тенденциясе аркасында, бу SI кысу проблемасын түбәнрәк тапшыру көче һәм кулланучылар куллану өчен көчне күбрәк кабул итү аркасында идарә итә. . Сымсыз керү һәм капиталь ремонт кушымталары 6-8.
Apple iPhone (Qualcomm ярдәме белән) дөньяда иң яхшы чыбыксыз һәм LTE мөмкинлекләренә ия, бер чипта 16 LTE төркемен тәэмин итә. Димәк, GSM һәм CDMA базарларын каплау өчен ике СКУ гына җитештерелергә тиеш.
Дуплекс кушымталарда комачауламыйча бүлешүдә, үз-үзеңне комачаулау, спектрның эффективлыгын яхшырта ала, шул ук спектр ресурсларын бүлешергә рөхсәт итеп 9,10. Selfз-үзеңне комачаулау бастыру техникасы шулай ук FDD өчен махсус дуплексерлар булдыру өчен кулланылырга мөмкин.
Бетерү үзе гадәттә берничә этаптан тора. Антенна белән трансчивер арасындагы юнәлешле челтәр тапшырылган һәм алынган сигналлар арасында беренче дәрәҗә аеруны тәэмин итә. Икенчедән, кабул ителгән сигналдагы калган тавышны бетерү өчен өстәмә аналог һәм санлы сигнал эшкәртү кулланыла. Беренче этапта гибрид трансформатор (түбәндә сурәтләнгән) аерым антенна кулланырга мөмкин (SAFEдагы кебек);
Аерылган антенналар проблемасы инде тасвирланган. Сиркуляторлар гадәттә тар полоса, чөнки алар кристаллда ферромагнит резонансын кулланалар. Бу гибрид технология, яки Электрик Баланслы Изоляция (EBI) - киң полосалы һәм потенциаль чипка интеграцияләнә алырлык перспектив технология.
Түбәндәге рәсемдә күрсәтелгәнчә, акыллы антеннаның алгы дизайнында ике тар полосалы көйләнә торган антенналар кулланыла, берсе тапшыру өчен, берсе кабул итү өчен, һәм түбән эшлекле, ләкин көйләнә торган дуплекс фильтрлар. Индивидуаль антенналар алар арасындагы таралу югалту бәясенә кайбер пассив изоляция биреп кенә калмый, ә чикләнгән (ләкин көйләнә торган) мизгел киңлеге дә бар.
Тапшыручы антенна тапшыру ешлыгы диапазонында гына эффектив эшли, һәм кабул итүче антенна кабул итү ешлыгында гына эффектив эшли. Бу очракта, антенна үзе дә фильтр ролен башкара: группадан тыш Tx чыгару антенна белән бәйләнә, һәм Tx төркеменә үз-үзеңне комачаулау антенна белән бәйләнә.
Шуңа күрә, архитектура антеннаның көйләнүен таләп итә, бу антенна көйләү челтәре ярдәмендә ирешелә. Антенна көйләү челтәрендә котылгысыз кертү югалту бар. Ләкин, MEMS18 көйләнә торган конденсаторларның соңгы казанышлары бу җайланмаларның сыйфатын сизелерлек яхшыртты, шуның белән югалтуларны киметте. Rx кертү югалту якынча 3 dB, бу SAW дуплексерының һәм күчергечнең гомуми югалтулары белән чагыштырыла.
Антенна нигезендә изоляция көйләнә торган фильтр белән тулыландырыла, шулай ук MEM3 көйләнә торган конденсаторларга нигезләнеп, антеннадан 25 дБ изоляциягә һәм фильтрдан 25 дБ изоляциягә ирешү өчен. Прототиплар моңа ирешергә мөмкинлеген күрсәттеләр.
Академиядә һәм сәнәгатьтә берничә тикшеренү төркеме гибридларны дуплекс бастыру өчен куллануны тикшерәләр11-16. Бу схемалар бер антеннадан берьюлы тапшыру һәм кабул итү рөхсәте белән SI-ны пассив рәвештә бетерәләр, ләкин тапшыргычны һәм кабул итүчене изоляциялиләр. Алар табигатьтә киң полосалы һәм чипта тормышка ашырылырга мөмкин, бу аларны мобиль җайланмаларда ешлыкны кабатлау өчен кызыклы вариант.
Соңгы казанышлар шуны күрсәтте: EBI кулланган FDD транссиверлары CMOS (өстәмә металл оксиды ярымүткәргеч) кертү югалту, шау-шу фигурасы, кабул итүченең сызыгы һәм кәрәзле кушымталар өчен яраклы кысу характеристикалары белән җитештерелергә мөмкин11,12,13. Ләкин, академик һәм фәнни әдәбияттагы күп мисаллар күрсәткәнчә, икеләтә изоляциягә тәэсир итүче төп чикләү бар.
Радио антеннасының импеденциясе тотрыклы түгел, ләкин эш ешлыгы (антенна резонансы аркасында) һәм вакыт белән үзгәрә (үзгәрүчән мохит белән үзара бәйләнеш аркасында). Димәк, баланс импедансы импеданс үзгәрүләрен күзәтергә яраклашырга тиеш, һәм ешлык домены үзгәрү аркасында декуплинг киңлеге чикләнгән (рәсемне кара 1).
Бристоль Университетындагы эшебез бу эш чикләүләрен тикшерүгә һәм чишүгә юнәлтелгән, кирәкле җибәрү / алу изоляциясе һәм үткәрү реаль дөньяда куллану очракларына ирешеп була.
Антенна импедансының үзгәрүләрен җиңү өчен (бу изоляциягә бик нык тәэсир итә), безнең адаптив алгоритм реаль вакытта антенна импедансын күзәтә, һәм сынау күрсәткәнчә, эш төрле динамик мохиттә, шул исәптән кулланучылар кулы белән үзара бәйләнештә, югары тизлекле юл һәм тимер юлда. сәяхәт.
Өстәвенә, ешлык доменындагы чикләнгән антеннага туры килүне җиңәр өчен, шулай итеп киңлек киңлеген һәм гомуми изоляцияне арттырыр өчен, без электр балансланган дуплексерны өстәмә актив SI кысу белән берләштерәбез, икенче тапшыргыч ярдәмендә үз-үзеңне комачаулау өчен сигнал җибәрү өчен. (2 нче рәсемне кара).
Безнең сынау нәтиҗәләре дәртләндергеч: EBD белән кушылганда, актив технология тапшыруны сизелерлек яхшырта һәм изоляция ала ала, 3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә.
Соңгы лаборатория көйләүдә аз чыгымлы мобиль җайланма компонентлары кулланыла (кәрәзле телефон көчен көчәйткечләр һәм антенналар), бу аны кәрәзле телефон кертү вәкиле итә. Өстәвенә, безнең үлчәүләр шуны күрсәтә: бу ике этаплы үз-үзеңне комачаулаудан баш тарту, түбән бәяле, коммерция класслы җиһазлар кулланганда да, күтәрелү һәм аскы ешлык полосаларында кирәкле дуплекс изоляциясен тәэмин итә ала.
Кәрәзле җайланма максималь диапазонда алган сигнал көче 12 сигнал зурлыгында булырга тиеш. Вакыт бүлеге Duplex (TDD), дуплекс схемасы - антеннаны тапшыргычка яки кабул итүчегә тоташтыручы ачкыч, шуңа күрә TDDдагы дуплексер гади ачкыч. ФДДда, тапшыргыч һәм кабул итүче берьюлы эшли, һәм дуплексер фильтрларны кабул итүчене көчле сигналдан аеру өчен куллана.
Кәрәзле FDD алгы очындагы дуплексер, Tx сигналлары белән кабул итүчене артык йөкләүдән саклап калу өчен, ~ 50 dB изоляция бирә, һәм тасмадан тыш тапшыруны булдырмас өчен, түбән сызыкта ~ 50 dB изоляция бирә. Алучының сизгерлеген киметү. Rx төркемендә тапшыру һәм кабул итү юлларында югалтулар минималь.
Бу аз югалту, югары изоляция таләпләре, ешлыклар берничә процент белән аерылган, югары Q фильтрлау таләп ителә, әлегә кадәр өслек акустик дулкыны (SAW) яки тән акустик дулкыны (BAW) җайланмалары ярдәмендә генә ирешеп була.
Технология үсешен дәвам итсә дә, алга киткән җайланмаларның күп булуы аркасында, күп полосалы операция һәр төркем өчен аерым чип дуплекс фильтрын аңлата, А рәсемендә күрсәтелгәнчә. Барлык ачкычлар һәм роутерлар шулай ук өстәмә функцияләр өстиләр. башкару штрафлары һәм сәүдә нәтиҗәләре.
Хәзерге технологиягә нигезләнгән уңайлы глобаль телефоннар җитештерү бик авыр. Нәтиҗә ясалган радио архитектурасы бик зур, югалту һәм кыйммәт булачак. Итештерүчеләр төрле регионнарда кирәк булган төркемнәрнең төрле комбинацияләре өчен берничә продукт вариантын булдырырга тиеш, чиксез глобаль LTE роумингын кыенлаштыра. GSM доминантлыгына китергән масштаблы икътисадка ирешү кыенлаша бара.
Mobileгары мәгълүматлы тизлектәге мобиль хезмәтләргә сорау арту 4G мобиль челтәрен 50 ешлыклы диапазонда урнаштыруга китерде, 5G тулы билгеләнгән һәм киң урнаштырылганга, тагын да күбрәк төркемнәр киләчәк. RF интерфейсының катлаулылыгы аркасында, боларның барысын хәзерге фильтрга нигезләнгән технологияләр ярдәмендә бер җайланмада каплап булмый, шуңа күрә көйләнә торган һәм үзгәртелә торган RF схемалары кирәк.
Идеаль рәвештә, дуплекс проблемасын чишү өчен яңа ысул кирәк, бәлки көйләнә торган фильтрларга яки үз-үзеңне комачаулауга, яисә икесенең дә берләшүенә нигезләнеп.
Бездә бәяләр, зурлык, эш башкару һәм эффективлык таләпләренә җавап бирүче бер генә ысул булмаса да, бәлки, башваткыч кисәкләре бергә җыелып берничә ел эчендә кесәгездә булыр.
SI кысу белән EBD кебек технологияләр бер үк вакытта ике юнәлештә дә бер үк ешлыкны куллану мөмкинлеген ача ала, бу спектраль эффективлыкны сизелерлек күтәрә ала.
Пост вакыты: 24-2024 сентябрь