Tā kā frekvenču joslas pāriet 7–24 GHz diapazonā, sistēmas sarežģītība vairs nav saistīta ar atsevišķām ierīcēm.Tā vietā antenas dizains, uzlabots iepakojums un starpdomēnu sistēmu sadarbība ir kļuvuši par galvenajiem mainīgajiem, kas nosaka veiktspējas ierobežojumus.

Pārskatot tehniskos ziņojumus par 6G FR3 joslu, atklājas skaidrs ūdensšķirtne: sakaru nozare pāriet no frekvenču joslu sacensības uz sistēmas spēju konkurence.

5G laikmetā diskusijas bija par to, vai sub-6 GHz bija pietiekami, vai arī milimetru vilnis var mērogot.Attiecībā uz 6G saruna ir būtiski mainījusies.FR3 josla, kas aptver 7–24 GHz, ir pārcēlusies uz centrālo vietu nevis tāpēc, ka tā ir ideāla, bet gan tāpēc, ka tā ir vienīgā reālā izvēle, kas līdzsvaro joslas platumu, pārklājumu un izmaksas.Tomēr šis līdzsvars koncentrē gandrīz visas sistēmas problēmas vienā arhitektūrā.

Jo dziļāks ieskats kļūst skaidrāks: FR3 patiesās grūtības nekad nav bijušas pati frekvence, bet gan pilnīga arhitektūras rekonstrukcija no antenas līdz RF priekšgalam līdz sistēmas projektēšanai.Antenu skaitam pieaugot, spektra fragmentiem, kā arī jaudas un siltuma ierobežojumiem kļūstot saspringtiem, tradicionālā diskrēto komponentu un moduļu montāžas pieeja sasniedz savu lūzuma punktu.

Tas vairs nav jautājums par vairāku PA pievienošanu vai filtru apmaiņu. Visa bezvadu sistēma ir jāpārveido no paša sākuma. Tas ir ziņojuma galvenais vēstījums.

Pamatziņojums

6G FR3 josla (7–24 GHz) nodrošina lielas ietilpības bezvadu sakarus un lietotāja aprīkojuma izvietošanu, izmantojot neviendabīgu integrāciju, kas aptver no antenas līdz RF priekšgalam.

FR3: līdzsvarota josla 6G veiktspējai un izmaksām

FR3 ieņem vidusceļu starp sub-6 GHz (FR1) un milimetru viļņu (FR2), un tam ir unikāla stratēģiskā vērtība:

• Plašāks joslas platums nekā FR1, kas atbalsta lielāku datu pārraides ātrumu
• Labāka izplatīšana nekā FR2, samazinot izvietošanas izmaksas
• Iespējo milzīgu MIMO mērogojamai jaudai

FR3 ir būtiska, lai 6G nodrošinātu gan lielu jaudu, gan reālu izvietojamību.

Galvenie konflikti: sadrumstalots spektrs un eksplodējošas sistēmas sarežģītība

FR3 rada nopietnas sistēmas līmeņa problēmas:

• Nepārtrauktas joslas un globālā spektra sadrumstalotība
• Mobilo, WiFi un satelītu sistēmu līdzāspastāvēšana
• Augstas pakāpes modulācija un masīva MIMO, kas prasa ārkārtēju linearitāti un jaudu
• Ārkārtīgi ierobežotas vietas antenai mobilajās ierīcēs

Bagātīgāks spektrs nozīmē lielāku sarežģītību, liekot pilnībā atjaunot RF arhitektūru.

Galvenais ceļš: FEM evolūcija no diskrētas uz sistēmas līmeņa integrāciju

Ziņojumā FEM (Front-End Module) pārstrukturēšana ir norādīta kā FR3 galvenais risinājums ar diviem arhitektūras virzieniem:

1. FR1 līdzīga arhitektūra (bez staru kūļa formēšanas)
- Vienkārša struktūra, vienkārša integrācija
– Zems pastiprinājums, liels ievietošanas zudums

2. FR2 līdzīga arhitektūra (ar staru kūļa formēšanu)
– Lielāks sistēmas pastiprinājums (≈+3dB)
- Augstāka efektivitāte un mazāks enerģijas patēriņš
– Lielāka platība un augstāka dizaina sarežģītība

FR3 attīstās no zemfrekvences domāšanas uz milimetru viļņu sistēmas dizainu.

Īstais sašaurinājums: antena, iepakojums un sistēmas kopoptimizācija

Ziņojumā uzsvērts kritisks spriedums: FR3 panākumi ir atkarīgi no antenas un sistēmas integrācija, nevis atsevišķas ierīces veiktspēja.

Antenas integrācija kā galvenā vājā vieta
Metāla rāmis, aizmugurējais vāks, zem displeja risinājumi
Antenas koplietošana starp FR1/FR2/FR3 kļūst būtiska
Jaunās AiD (Antena displejā) tehnoloģijas

Savienojuma un ievietošanas zudums
Ceļa zudums no antenas līdz FEM: 0,5–3 dB
Tieši ietekmē PA dizainu un sistēmas jaudas budžetu

Siltuma vadības spiediens
PA krustojuma temperatūra tuvojas 100°C
Siltuma izkliedēšana kļūst par sistēmas līmeņa ierobežojumu

RF sistēmas ir attīstījušās no tīras shēmas projektēšanas līdz daudznozaru inženierijai, kas ietver struktūru, materiālus un termisko dinamiku.

Galīgais risinājums: neviendabīga integrācija

Lai atrisinātu šīs problēmas, ziņojums norāda uz neviendabīgu integrāciju kā vienīgo dzīvotspējīgo ceļu.

Tas aptver visu sistēmu:

• Aktīvās ierīces: PA, LNA, staru veidotājs
• Pasīvās ierīces: akustiskie filtri, IPD
• Materiālu platformas: GaAs, GaN, CMOS, SiGe

Galvenās nozares tendences:

• GaN-on-Si: līdzsvaro jaudu un izmaksas
• Vienas mikroshēmas FEM: augstāka integrācija
• IPD: augsta Q pasīvā integrācija

FR3 nav tikai frekvenču joslas problēma. Tā ir pilna mēroga revolūcija sistēmas līmeņa integrācijā.