Δεδομένου ότι η ζήτηση για υπερυψωμένη μετάδοση δεδομένων, χαμηλή καθυστέρηση και μεγάλη χωρητικότητα στην αγορά κινητών επικοινωνιών αυξάνεται ολοένα και περισσότερο,η βιομηχανία επικοινωνιών χρειάζεται να αναπτύξει άλλες ζώνες συχνοτήτων της ασύρματης τεχνολογίας 5G για να μειώσει την τρέχουσα πίεση στη χρήση ασύρματου φάσματος στα δίκτυα.
Το λεγόμενο 5G χιλιοστομετρικό κύμα, σύμφωνα με το πρωτόκολλο 3GPP 38.101, το 5G NR χρησιμοποιεί κυρίως δύο ζώνες συχνοτήτων: ζώνη συχνοτήτων FR1 και ζώνη συχνοτήτων FR2.Το εύρος συχνοτήτων της ζώνης συχνοτήτων FR1 είναι 450MHz - 6GHz, επίσης γνωστή ως ζώνη συχνοτήτων Sub-6GHz· το εύρος συχνοτήτων της ζώνης συχνοτήτων FR2 είναι 24,25GHz - 52,6GHz, συνήθως αναφέρεται ως χιλιοστιαίο κύμα.
Μεγάλη ταχύτητα και μεγάλη χωρητικότητα: το mmWave μπορεί να παρέχει εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων, με μέγιστο ρυθμό που φτάνει τα 30 Gbps, υποστηρίζοντας ταυτόχρονη σύνδεση μεγάλου αριθμού συσκευών,και κατάλληλο για σενάρια όπως η ζωντανή μετάδοση υψηλήςΕπικαιροποίηση βίντεο.
Χαμηλή καθυστέρηση: Η τεχνολογία mmWave μπορεί να επιτύχει ταχύτερη ανταπόκριση μειώνοντας την καθυστέρηση επικοινωνίας.όπως αυτόνομη οδήγηση και τηλεχειρισμός.
Υψηλή κατευθυντικότητα: Το mmWave έχει καλή κατεύθυνση και στενές δέσμες, γεγονός που ευνοεί την ακριβή τοποθέτηση και μετάδοση και μπορεί να βελτιώσει την ασφάλεια του σήματος και να μειώσει τις παρεμβολές.
Χαρακτηριστικά για κάθε καιρό: Η διάδοση των mmWave επηρεάζεται πολύ λιγότερο από το κλίμα και έχει χαρακτηριστικά για κάθε καιρό.
Επί του παρόντος, οι δέκτες USRP μπορούν να στέλνουν και να λαμβάνουν σήματα RF κάτω από 6 GHz, καλύπτοντας τη ζώνη συχνοτήτων Sub6G.Μονούλες διεύρυνσης mmWaveΓια το USRP, το οποίο μπορεί να μετατρέψει σήματα μεσαίων συχνοτήτων σε ζώνη συχνοτήτων mmWave, βοηθώντας έτσι τους χρήστες να δημιουργήσουν γρήγορα συστήματα κινητής επικοινωνίας 5G mmWave.
Το σύστημα επικοινωνίας χιλιοστών κυμάτων 5G βασίζεται στην σειρά ασύρματων πλατφορμών USRP-LW/SDR-LW που καθορίζονται από λογισμικό,οι ενότητες διεύρυνσης χιλιοστών κυμάτων και η πλατφόρμα λογισμικού OpenAirInterface (OAI) 5GΈχει τη λειτουργία της προσομοίωσης του περιβάλλοντος δικτύου NSA/SA 5G και μπορεί να υποστηρίξει την εξερεύνηση σχετικών τεχνολογιών για την επικοινωνία 5G με χιλιοστών κύματα.Μέσω της χρήσης διαφορετικών τύπων λογισμικού-προσδιορισμένου ραδιοϋλικού και διαφορετικών παραμέτρων διαμόρφωσης σταθμού βάσης, μπορούν να επιτευχθούν διαφορετικές λειτουργίες.
Το σύστημα αυτό μπορεί να προσομοιώνει πλήρως την αλυσιδωτή συστοιχία πρωτοκόλλου από άκρο σε άκρο, να προσομοιώνει πλήρως σταθμούς βάσης, τερματικούς σταθμούς και βασικά δίκτυα και να πληροί τις αντίστοιχες προδιαγραφές πρωτοκόλλου 3GPP.Υποστηρίζει τη διασύνδεση με εμπορικό εξοπλισμό και υποστηρίζει τη δευτερογενή ανάπτυξη με βάση τη συστοιχία πρωτοκόλλων.
Από την πλευρά του σταθμού βάσης:
Αποτελείται από μία ανεξάρτητη συσκευή ραδιοφώνου υψηλής απόδοσης SDR-LW 2974, μία μονάδα επεκτάσεως χιλιοστών κυμάτων, μία μονάδα μετατροπής προς τα πάνω και μία μονάδα μετατροπής προς τα κάτω, και δύο κεραίες κέρατος χιλιοστών κυμάτων.
Τερματική πλευρά:
Αποτελείται από μια ραδιοφωνική συσκευή που καθορίζεται από λογισμικό. USRP-LW B210, ένα μοντέλο μετατροπής προς τα πάνω με διεύρυνση χιλιοστών κυμάτων, ένα μοντέλο μετατροπής προς τα κάτω, έναν άνω υπολογιστή και δύο κεραίες κέρατος χιλιοστών κυμάτων.
Οι απαιτήσεις επεξεργασίας του 5G-NR είναι πολύ υψηλότερες από εκείνες του 4G, απαιτώντας έτσι συσκευές SDR υψηλής απόδοσης ή ακόμη πιο προηγμένους υπολογιστές ως υπολογιστή υποδοχής για το USRP.Μέσω της συνοδευτικής μονάδας διεύρυνσης χιλιοστών κυμάτων και του μετατροπέα, η συνεχής μετατροπή συχνότητας από 24GHz σε 44GHz μπορεί να υποστηριχθεί, καλύπτοντας τις ερευνητικές ανάγκες της επικοινωνίας 5G με χιλιοστών κύματα.
(1) Σειρά SDR-LW
Η σειρά SDR-LW είναι μια ανεξάρτητη συσκευή υψηλών επιδόσεων SDR που κυκλοφόρησε από την Luoguang Electronics.Δουλεύοντας σε συνεργασία με τον επεξεργαστή Intel X86 και το FPGAΟ ξενιστής της συσκευής σειράς SDR-LW μπορεί να εκτελεί το λογισμικό σταθμού βάσης/τερεμενάλου 5G,και το μπροστινό άκρο συνειδητοποιεί τη μετάδοση σήματος για σταθμούς βάσης και τερματικές συσκευές μέσω κεραίας κεραίεςΤο ολοκληρωμένο πλαίσιο σχεδιασμού του επιτρέπει να κατασκευάζονται γρήγορα πρωτότυπα υψηλής απόδοσης συστημάτων κινητής ασύρματης επικοινωνίας.SDR-LW 2974καιSDR-LW 3980 μοντέλα:
(2) USRP-LW σειρά
USRP-LW N321 είναι ραδιοφωνική συσκευή υψηλών επιδόσεων που καθορίζεται από λογισμικό και διαθέτει στιγμιαίο εύρος ζώνης έως και 200 MHz RF front-end, υποστηρίζει τη διαμόρφωση MIMO και είναι εξοπλισμένη με υψηλής ταχύτητας ADC και DAC.Μπορεί να χειριστεί πολύπλοκες εργασίες επεξεργασίας σήματος και να ανταποκριθεί σε διάφορες απαιτήσεις ασύρματης επικοινωνίας.Οι σταθμοί βάσης και οι τερματικοί τερματισμοί είναι εγκατεστημένοι στον υπολογιστή που συνδέεται με το USRP-LW N321 για την υλοποίηση λειτουργιών ασύρματου πρωτόκολλου NR.Το USRP-LW N321 ολοκληρώνει την μετατροπή ψηφιακού σε αναλογικό και ολοκληρώνει τις λειτουργίες μετάδοσης και λήψης στο τέλος RF.
Ο επεξεργαστής baseband του USRP-LW N321 υιοθετεί το Xilinx Zynq-7100 SoC, ενσωματώνοντας ένα μεγάλης κλίμακας προγραμματιζόμενο από τον χρήστη FPGA και διπλό πυρήνα ARM CPU,Παροχή ισχυρής υποστήριξης για επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο και χαμηλής καθυστέρησηςΧρησιμοποιώντας τις θύρες SFP+ και QSFP+, το USRP-LW N321 μπορεί να μεταφέρει ροές δεδομένων I/Q υψηλής απόδοσης στον υπολογιστή υποδοχής ή στον συμπαραγωγό FPGA, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις επεξεργασίας δεδομένων υψηλής ταχύτητας.Υποστηρίζει τις αποστολές απομακρυσμένης εκτέλεσης, όπως η ενημέρωση λογισμικού, η επανεκκίνηση και η επαναφορά σε εργοστασιακή ρύθμιση, απλοποιώντας έτσι τον έλεγχο και τη διαχείριση του ραδιοφωνικού δικτύου.
Δεδομένου ότι η ζήτηση για υπερυψωμένη μετάδοση δεδομένων, χαμηλή καθυστέρηση και μεγάλη χωρητικότητα στην αγορά κινητών επικοινωνιών αυξάνεται ολοένα και περισσότερο,η βιομηχανία επικοινωνιών χρειάζεται να αναπτύξει άλλες ζώνες συχνοτήτων της ασύρματης τεχνολογίας 5G για να μειώσει την τρέχουσα πίεση στη χρήση ασύρματου φάσματος στα δίκτυα.
Το λεγόμενο 5G χιλιοστομετρικό κύμα, σύμφωνα με το πρωτόκολλο 3GPP 38.101, το 5G NR χρησιμοποιεί κυρίως δύο ζώνες συχνοτήτων: ζώνη συχνοτήτων FR1 και ζώνη συχνοτήτων FR2.Το εύρος συχνοτήτων της ζώνης συχνοτήτων FR1 είναι 450MHz - 6GHz, επίσης γνωστή ως ζώνη συχνοτήτων Sub-6GHz· το εύρος συχνοτήτων της ζώνης συχνοτήτων FR2 είναι 24,25GHz - 52,6GHz, συνήθως αναφέρεται ως χιλιοστιαίο κύμα.
Μεγάλη ταχύτητα και μεγάλη χωρητικότητα: το mmWave μπορεί να παρέχει εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων, με μέγιστο ρυθμό που φτάνει τα 30 Gbps, υποστηρίζοντας ταυτόχρονη σύνδεση μεγάλου αριθμού συσκευών,και κατάλληλο για σενάρια όπως η ζωντανή μετάδοση υψηλήςΕπικαιροποίηση βίντεο.
Χαμηλή καθυστέρηση: Η τεχνολογία mmWave μπορεί να επιτύχει ταχύτερη ανταπόκριση μειώνοντας την καθυστέρηση επικοινωνίας.όπως αυτόνομη οδήγηση και τηλεχειρισμός.
Υψηλή κατευθυντικότητα: Το mmWave έχει καλή κατεύθυνση και στενές δέσμες, γεγονός που ευνοεί την ακριβή τοποθέτηση και μετάδοση και μπορεί να βελτιώσει την ασφάλεια του σήματος και να μειώσει τις παρεμβολές.
Χαρακτηριστικά για κάθε καιρό: Η διάδοση των mmWave επηρεάζεται πολύ λιγότερο από το κλίμα και έχει χαρακτηριστικά για κάθε καιρό.
Επί του παρόντος, οι δέκτες USRP μπορούν να στέλνουν και να λαμβάνουν σήματα RF κάτω από 6 GHz, καλύπτοντας τη ζώνη συχνοτήτων Sub6G.Μονούλες διεύρυνσης mmWaveΓια το USRP, το οποίο μπορεί να μετατρέψει σήματα μεσαίων συχνοτήτων σε ζώνη συχνοτήτων mmWave, βοηθώντας έτσι τους χρήστες να δημιουργήσουν γρήγορα συστήματα κινητής επικοινωνίας 5G mmWave.
Το σύστημα επικοινωνίας χιλιοστών κυμάτων 5G βασίζεται στην σειρά ασύρματων πλατφορμών USRP-LW/SDR-LW που καθορίζονται από λογισμικό,οι ενότητες διεύρυνσης χιλιοστών κυμάτων και η πλατφόρμα λογισμικού OpenAirInterface (OAI) 5GΈχει τη λειτουργία της προσομοίωσης του περιβάλλοντος δικτύου NSA/SA 5G και μπορεί να υποστηρίξει την εξερεύνηση σχετικών τεχνολογιών για την επικοινωνία 5G με χιλιοστών κύματα.Μέσω της χρήσης διαφορετικών τύπων λογισμικού-προσδιορισμένου ραδιοϋλικού και διαφορετικών παραμέτρων διαμόρφωσης σταθμού βάσης, μπορούν να επιτευχθούν διαφορετικές λειτουργίες.
Το σύστημα αυτό μπορεί να προσομοιώνει πλήρως την αλυσιδωτή συστοιχία πρωτοκόλλου από άκρο σε άκρο, να προσομοιώνει πλήρως σταθμούς βάσης, τερματικούς σταθμούς και βασικά δίκτυα και να πληροί τις αντίστοιχες προδιαγραφές πρωτοκόλλου 3GPP.Υποστηρίζει τη διασύνδεση με εμπορικό εξοπλισμό και υποστηρίζει τη δευτερογενή ανάπτυξη με βάση τη συστοιχία πρωτοκόλλων.
Από την πλευρά του σταθμού βάσης:
Αποτελείται από μία ανεξάρτητη συσκευή ραδιοφώνου υψηλής απόδοσης SDR-LW 2974, μία μονάδα επεκτάσεως χιλιοστών κυμάτων, μία μονάδα μετατροπής προς τα πάνω και μία μονάδα μετατροπής προς τα κάτω, και δύο κεραίες κέρατος χιλιοστών κυμάτων.
Τερματική πλευρά:
Αποτελείται από μια ραδιοφωνική συσκευή που καθορίζεται από λογισμικό. USRP-LW B210, ένα μοντέλο μετατροπής προς τα πάνω με διεύρυνση χιλιοστών κυμάτων, ένα μοντέλο μετατροπής προς τα κάτω, έναν άνω υπολογιστή και δύο κεραίες κέρατος χιλιοστών κυμάτων.
Οι απαιτήσεις επεξεργασίας του 5G-NR είναι πολύ υψηλότερες από εκείνες του 4G, απαιτώντας έτσι συσκευές SDR υψηλής απόδοσης ή ακόμη πιο προηγμένους υπολογιστές ως υπολογιστή υποδοχής για το USRP.Μέσω της συνοδευτικής μονάδας διεύρυνσης χιλιοστών κυμάτων και του μετατροπέα, η συνεχής μετατροπή συχνότητας από 24GHz σε 44GHz μπορεί να υποστηριχθεί, καλύπτοντας τις ερευνητικές ανάγκες της επικοινωνίας 5G με χιλιοστών κύματα.
(1) Σειρά SDR-LW
Η σειρά SDR-LW είναι μια ανεξάρτητη συσκευή υψηλών επιδόσεων SDR που κυκλοφόρησε από την Luoguang Electronics.Δουλεύοντας σε συνεργασία με τον επεξεργαστή Intel X86 και το FPGAΟ ξενιστής της συσκευής σειράς SDR-LW μπορεί να εκτελεί το λογισμικό σταθμού βάσης/τερεμενάλου 5G,και το μπροστινό άκρο συνειδητοποιεί τη μετάδοση σήματος για σταθμούς βάσης και τερματικές συσκευές μέσω κεραίας κεραίεςΤο ολοκληρωμένο πλαίσιο σχεδιασμού του επιτρέπει να κατασκευάζονται γρήγορα πρωτότυπα υψηλής απόδοσης συστημάτων κινητής ασύρματης επικοινωνίας.SDR-LW 2974καιSDR-LW 3980 μοντέλα:
(2) USRP-LW σειρά
USRP-LW N321 είναι ραδιοφωνική συσκευή υψηλών επιδόσεων που καθορίζεται από λογισμικό και διαθέτει στιγμιαίο εύρος ζώνης έως και 200 MHz RF front-end, υποστηρίζει τη διαμόρφωση MIMO και είναι εξοπλισμένη με υψηλής ταχύτητας ADC και DAC.Μπορεί να χειριστεί πολύπλοκες εργασίες επεξεργασίας σήματος και να ανταποκριθεί σε διάφορες απαιτήσεις ασύρματης επικοινωνίας.Οι σταθμοί βάσης και οι τερματικοί τερματισμοί είναι εγκατεστημένοι στον υπολογιστή που συνδέεται με το USRP-LW N321 για την υλοποίηση λειτουργιών ασύρματου πρωτόκολλου NR.Το USRP-LW N321 ολοκληρώνει την μετατροπή ψηφιακού σε αναλογικό και ολοκληρώνει τις λειτουργίες μετάδοσης και λήψης στο τέλος RF.
Ο επεξεργαστής baseband του USRP-LW N321 υιοθετεί το Xilinx Zynq-7100 SoC, ενσωματώνοντας ένα μεγάλης κλίμακας προγραμματιζόμενο από τον χρήστη FPGA και διπλό πυρήνα ARM CPU,Παροχή ισχυρής υποστήριξης για επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο και χαμηλής καθυστέρησηςΧρησιμοποιώντας τις θύρες SFP+ και QSFP+, το USRP-LW N321 μπορεί να μεταφέρει ροές δεδομένων I/Q υψηλής απόδοσης στον υπολογιστή υποδοχής ή στον συμπαραγωγό FPGA, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις επεξεργασίας δεδομένων υψηλής ταχύτητας.Υποστηρίζει τις αποστολές απομακρυσμένης εκτέλεσης, όπως η ενημέρωση λογισμικού, η επανεκκίνηση και η επαναφορά σε εργοστασιακή ρύθμιση, απλοποιώντας έτσι τον έλεγχο και τη διαχείριση του ραδιοφωνικού δικτύου.