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推廣合作

5G毫米波通訊系統

技術簡介

工研院自2014年起積極開始對5G毫米波技術進行研發與佈局,迄今已有5年以上的研發能量,研發團隊已陸續開發出多款毫米波的研發平台與模組—M3FORCE;主要研發產品可分為研發平台與毫米波收發模組兩類。

■研發模擬平台

首先是通訊研發模擬平台C1056A/B及C1100A/B。此一研發平台乃針對無線通訊系統展示、演算法發展及通道特性量測所使用之高效能設計平台。此外,此平台係基於全Matlab與C++化的一個整合平台,附帶提供多種通訊傳輸案例的程式碼以進階輔助研發人員能迅速建立起一完整通訊系統並易於發展其實體層演算法或通訊程序(例如閉迴路多輸入多輸出(MIMO)程序、實體層隨機接取程序(RACH)、波束控制程序等等)。此平台亦可進行任意波形(如單弦波、CDMA、OFDM等)即時封包式上下行雙工(dual-link)傳輸,作為基站與用戶間的空中下載(over-the-air)傳輸實例,並可輕易分析其傳輸/接收波形與系統性能(如EVM與BER等)。可以使用本平台輕易地實現任意波形產生器,頻譜分析儀,網路分析儀,或是實現實通訊系統以及提供5G NR標準規格之毫米波段實體傳輸和快速波束切換功能如圖1所示。

圖1 工研院5G毫米波通訊研發平台以及與毫米波收發模組實例

圖1 工研院5G毫米波通訊研發平台以及與毫米波收發模組實例

■毫米波收發模組

另外,研發團隊針對下世代5G高速傳輸應用而開發出毫米波收發模組C1028A/B如圖2所示。此模組應用於28GHz頻帶,頻寬800MHz,可同時傳送兩個獨立stream的資料,模組內包含升降頻模組因此輸入輸出訊號範圍為中頻訊號2.5GHz~4GHz,當然也包含相控天線陣列,陣列維度為4x4或是8x8,具備二維方向波束掃描功能,天線陣列為雙極化可同時傳送兩個獨立stream。此毫米波模組可執行高速波束切換與追蹤、切換時間小於140ns,因此支援5G NR標準規格封包式傳輸(意即波束可於一個5G NR OFDM符元內高速地同時進行水平及垂直極化之空間中任意方向的波束切換),如圖3所示,有效支援用戶終端高速移動時行動通訊所需之快速波束追蹤,領先世界各大研究組織與通訊廠商。此模組已經是一個商品化的模組,也已經完成實際的場測,搭配工研院所開發之5G NR Matlab平台(如以上所介紹的C1056A/B及C1100A/B),可完整而快速地實現5G NR毫米波之通訊系統開發、驗證與通道量測及系統展示,也可以搭配現成的通訊基頻晶片如5G NR基頻晶片即可整合成一個5G毫米波小型基站的商用產品或是其他基頻通訊晶片也能成為backhaul的通訊商品。

圖2 5G毫米波模組, 28GHz, 支援8x8以及4x4快速波束掃描。

圖2 5G毫米波模組, 28GHz, 支援8x8以及4x4快速波束掃描。

圖3 5G毫米波於5G NR標準傳輸規格下之波束控制實例

圖3 5G毫米波於5G NR標準傳輸規格下之波束控制實例

技術特色

通訊研發模擬平台C1056A/B及C1100A/B為全軟體的通訊平台,可做為通訊商品以及研發平台,使用上非常容易上手。毫米波平台為一個已經可以商品化的產品,可連接任何商用通訊晶片,成為一個毫米波的商品。

技術規格:

■研發模擬平台

■毫米波收發模組

應用範圍

5G NR毫米波之通訊系統開發、驗證與通道量測及系統展示、演算法發展,搭配現成的通訊基頻晶片如5G NR基頻晶片即可整合成一個5G毫米波小型基站的商用產品或是其他基頻通訊晶片也能成為backhaul的通訊商品。

連絡窗口

郭惠菁/ IoT暨IC技術與應用推廣部(C300)
電話:03-5914576
Email:jeanninekuo@itri.org.tw
https://www.itri.org.tw/
工研院資訊與通訊研究所