什么将加速 5G 的采用？

关于 5G 将无线通信提升到另一个层次的潜力，当然是在容量和带宽方面，已经有相当多的希望和猜测。显然，5G 网络正在迅速建立，但是，在许多设想的用例广泛可用之前，最终用户可能会对其好处持怀疑态度。

Dimensional Research 代表 Molex 进行的一项调查发现，尽管无人驾驶汽车、虚拟现实、在线游戏和其他领域有所发展，但 5G 的使用一直很缓慢。尽管如此，超过 90% 的无线服务提供商表示他们将在 2026 年之前实现其 5G 目标。

在那之前，使 5G 成熟的 10 个关键驱动因素是什么？

1. 通过回程技术提高容量

随着带宽需求的增加，拥有一个结构良好的回程网络是必不可少的。在将蜂窝基站与核心网络连接起来的移动网络回程设计方面取得了令人兴奋的进展，基于光纤和无线点对点系统各有利弊。虽然基于光纤的 5G 网络的 X-Haul 架构在安装和连接光纤方面成本很高，但它们具有很高的弹性，并且消除了空气多路径传播和干扰的可能性。无线 X-Haul 架构没有相同的安装问题，但它们也不提供与光纤 X-Haul 技术相同的范围和带宽。

2. 使用前传技术来更好地处理数据

与5G的回程同样重要的是前程系统。无线接入网络（RAN）一直是移动网络运营商必不可少的网络基础设施，而fronthaul在5G网络中的重要性只会增加。与所有5G 7.2x功能拆分部署（光纤或无线）相关的主要第2层协议是增强型公共无线电接口（eCPRI）。eCPRI的使用降低了无线单元（RU）和分布式单元（DU）之间的带宽需求，分布式单元位于小区站点和网络的远边缘。

3、通过波束形成增加带宽

为了使5G能够以比当前网络基站快得多的速度管理更高级别的流量，需要选项2功能拆分和波束形成。尽管高频毫米波（mmWaves）支持更高的带宽，但它们容易被物体或大气干扰阻挡，并且不会长距离传播。毫米波非常窄，因此它们传输集中信号的窄波束，这些信号指向特定用户的设备，如手机。这个过程称为波束形成。

波束形成由波束引导和波束跟踪进行补充，使信号在移动时能够在天线和用户设备之间定向。

4、使用大功率氮化镓场效应晶体管

虽然波束形成可以提高多输入多输出（MIMO）阵列的效率，但某些类型的电子元件仍然存在性能问题。问题的产生是因为5G使天线的大小（以及它们之间的距离）最小化，这意味着阵列可以包含比以前可能更多的天线元素。然而，有如此多的5G组件在高频下工作，必然意味着成本增加。还需要昂贵的硬件来处理毫米波射频功率和产生的热量。因此，工程师们决定采用基于氮化镓的第四代场效应晶体管代表了将大型 多输入多输出系统推向大众的更好方法，因为它们能够以以前不可能的方式将高功率和高效率与小尺寸因素相结合。

5.使设备能够从 4G无缝切换到 5G

无论关于 5G 覆盖范围的广泛性和时间的争论是什么，采用率的一个重要驱动因素将是移动设备的设计如何促进无缝过渡。考虑到这种转变而设计的手机将需要具有能够处理 5G 和 4G LTE 波形的内部天线。

6. 定位天线以优化性能

用户希望他们的移动设备尽可能地轻薄，同时具有最大数量的特性、功率和功能。虽然这种情况已经有一段时间了，但 5G 增加了挑战。需要重新思考将使用哪些材料以及如何最好地配置内部组件以适应新的天线设计。例如，如果天线位于靠近设备用户手的地方，则信号接收和传输方面的性能可能会受到影响。为了最大限度地减少这些担忧，设计工程师正在研究将特定产品的天线放置与独特的天线设计相结合的可行性，以确保辐射模式尽可能有效。

7. 采用射频技术实现最佳天线调谐

为了实现移动设备的最佳射频性能，包括能源效率和电池寿命，制造商依赖行业领先的射频工程师团队。这是开发真正的 5G 蜂窝设备的关键，因为经过调谐的天线可以提供与未调谐天线相同的发射功率，但电流要低得多。无论是使用阻抗调谐还是孔径调谐，其结果都是出色的电池寿命和更高的带宽——这正是客户所需要的。

8. 最大限度地减少 EMI、信号失真和退化问题

开发用于 5G 的小尺寸设备的设计人员还有许多其他因素需要考虑，包括如何最大限度地减少来自外部信号的电磁干扰 (EMI) 以及如何减轻信号失真和退化。解决方案是优化连接器的设计，以防止沿传输电磁波的线路出现阻抗变化（同时堆叠连接器以充分利用空间）。连接器设计还必须考虑电压驻波比 (VSWR)、插入设备导致的信号功率损失和散射参数。

9. 使用专门的 5G 测试加速新产品发布

测试对于确保 5G 设备以最少的性能问题尽快上市至关重要。为了确保设备满足最严格的规格，我们开发了专用的测试设备和方法。其中包括屏蔽 5G 消声室。

10.利用现代制造促进小型化

将 5G 技术压缩到紧凑、轻便的设备中的真正担忧是小型化是否会对性能产生不利影响。该行业已开发出 3D 制造技术，有助于在此类高密度环境中实现小型化。例如，激光直接结构化使用激光精度将天线设计转移到使用模制互连设备 (MID) 生产的结构的 3D 表面上。传统的 2D 制造无法做到这一点。

助力5G交付

很明显，要让 5G 兑现其承诺，大量的创新和全新的设计必须与大量投资齐头并进。在相对较短的时间内创造了制造和测试方面的新技术和新技术，使 5G 成为现实。

最终用户期望 5G 和旨在交付它的利益相关者将需要与 Molex 等一直在积极研究和开发创新解决方案的公司密切合作。

审核编辑 黄昊宇