Folo taona lasa izay, ny finday avo lenta mazàna dia tsy manohana afa-tsy fenitra vitsivitsy miasa ao amin'ny tarika GSM efatra, ary angamba ny fenitra WCDMA na CDMA2000 vitsivitsy. Amin'ny alalan'ny fandrefesana vitsy azo isafidianana, dia nisy ambaratongam-piraisana maneran-tany azo tamin'ny finday GSM "quad-band", izay mampiasa ny tarika 850/900/1800/1900 MHz ary azo ampiasaina na aiza na aiza manerana izao tontolo izao (tsara, tena).
Tombontsoa lehibe ho an'ny mpandeha izany ary miteraka toekarena goavana ho an'ny mpanamboatra fitaovana, izay mila mamoaka modely vitsivitsy (na mety iray ihany) ho an'ny tsena manerantany. Mandroso haingana amin'izao fotoana izao, ny GSM no hany teknolojia fidirana an-tariby manome fitsangatsanganana manerantany. Raha ny marina, raha tsy fantatrao dia esorina tsikelikely ny GSM.
Ny finday avo lenta rehetra mendrika ny anarana dia tsy maintsy manohana ny fidirana 4G, 3G ary 2G miaraka amin'ny fepetra takian'ny interface RF isan-karazany amin'ny resaka bandwidth, hery mamindra, fahatsapan'ny mpandray ary masontsivana maro hafa.
Fanampin'izany, noho ny fizarazarana ny spektrum manerantany, ny fenitry ny 4G dia mandrakotra ny fenitry ny frequence marobe, noho izany dia azon'ny mpandraharaha ampiasaina amin'ny onjam-peo misy any amin'ny faritra rehetra - tarika 50 amin'izao fotoana izao, toy ny amin'ny fenitra LTE1. Ny tena "telefaonina manerantany" dia tsy maintsy miasa amin'ireo tontolo rehetra ireo.
Ny olana lehibe tokony hovahana amin'ny radio finday rehetra dia ny "fifandraisana duplex". Rehefa miteny isika dia miara-mihaino. Ny radio tany am-boalohany dia nampiasa push-to-talk (mbola manao izany ny sasany), fa rehefa miresaka an-telefaonina izahay dia manantena ny hanapaka anay ilay olon-kafa. Ny fitaovana finday taranaka voalohany (analogia) dia nampiasa "sivana duplex" (na duplexer) handraisana ny rohy midina nefa tsy "tafintohina" amin'ny fampitana ny rohy miakatra amin'ny matetika hafa.
Fanamby lehibe ho an'ireo mpanamboatra telefaona taloha ny fanaovana ireo sivana ireo ho kely sy mora kokoa. Rehefa nampidirina ny GSM, dia natao ny protocole mba ahafahan'ny transceiver miasa amin'ny "mode duplex half".
Ity dia fomba tena kinga mba hanafoanana ny duplexers, ary antony lehibe iray nanampy ny GSM ho lasa teknolojia mora vidy sy mahazatra afaka manjaka amin'ny indostria (ary manova ny fomba fifandraisan'ny olona amin'ny dingana).
Ny telefaona Essential avy amin'i Andy Rubin, mpamorona ny rafitra fandidiana Android, dia manasongadina ireo endri-pifandraisana farany indrindra ao anatin'izany ny Bluetooth 5.0LE, GSM/LTE isan-karazany ary antena Wi-Fi miafina ao anaty frame titane.
Indrisy anefa, ny lesona azo avy amin'ny famahana olana ara-teknika dia hadino haingana tao anatin'ny ady ara-teknolojia-politika tamin'ny andro voalohan'ny 3G, ary ny endrika manjaka amin'ny freque division duplexing (FDD) amin'izao fotoana izao dia mitaky duplexer ho an'ny tarika FDD tsirairay izay iasany . Tsy isalasalana fa ny boom LTE dia miaraka amin'ny fiakaran'ny vidiny.
Raha misy tarika sasany afaka mampiasa Time Division Duplex, na TDD (izay misy ny radio mifamadika haingana eo amin'ny fampitana sy ny fandraisana), vitsy kokoa amin'ireo tarika ireo no misy. Ny ankamaroan'ny mpandraharaha (afa-tsy ny Aziatika indrindra) dia tia ny FDD, izay misy mihoatra ny 30.
Ny lova navelan'ny TDD sy FDD spectrum, ny fahasarotan'ny famotsorana ireo tarika tena eran-tany, ary ny fahatongavan'ny 5G miaraka amin'ny tarika maro kokoa dia mahatonga ny olan'ny duplex ho sarotra kokoa. Ny fomba fampanantenana eo am-panadihadiana dia ahitana endrika vaovao mifototra amin'ny sivana sy ny fahafahana manafoana ny fitsabahan'ny tena.
Ity farany koa dia mitondra miaraka amin'izany ny fahafahana somary mampanantena ny duplex "tsy misy sombiny" (na "duplex feno ao anaty tarika"). Amin'ny ho avin'ny fifandraisana finday 5G, mety tsy maintsy mandinika ny FDD sy TDD ihany isika, fa koa ny duplex mora azo mifototra amin'ireo teknolojia vaovao ireo.
Ireo mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Aalborg any Danemark dia namolavola rafitra "Smart Antenna Front End" (SAFE)2-3 izay mampiasa (jereo sary eo amin'ny pejy 18) antenne misaraka ho an'ny fandefasana sy fandraisana ary mampifandray ireo antenne ireo amin'ny (fahombiazana ambany) miaraka amin'ny fitaovana azo zahana. sivana mba hahazoana ny fifindran'ny tiana sy ny fandraisana fitokana-monina.
Na dia mahavariana aza ny fampisehoana, ny filana antena roa dia tsy fahampiana lehibe. Rehefa mihamanify sy mihamangatsiaka ny telefaona, dia mihakely hatrany ny habaka azo anaovana antenne.
Ny fitaovana finday koa dia mitaky antenne maromaro ho an'ny multiplexing spatial (MIMO). Ny finday manana rafitra SAFE sy fanohanana 2 × 2 MIMO dia tsy mila antena efatra ihany. Fanampin'izay, voafetra ihany koa ny isan'ny fanamafisam-peo amin'ireo sivana sy antenne ireo.
Noho izany, ny finday maneran-tany dia mila mamerina ity rafitra interface tsara ity mba handrakotra ny fatran'ny frequence LTE rehetra (450 MHz ka hatramin'ny 3600 MHz), izay mitaky antenne bebe kokoa, mpanelanelana antenne bebe kokoa ary sivana bebe kokoa, izay mamerina antsika amin'ny fanontaniana apetraka matetika. multi-band miasa noho ny dika mitovy singa.
Na dia azo apetraka ao anaty takelaka na solosaina finday aza ny antenne, dia ilaina ny fandrosoana bebe kokoa amin'ny fanamboarana sy/na fanamafisam-peo mba hahatonga ity teknolojia ity ho mety amin'ny finday.
Ny duplex électrical balanced dia efa nampiasaina hatramin'ny andro voalohan'ny telephony tariby17. Ao amin'ny rafitra telefaona, ny mikrô sy ny sofina dia tsy maintsy ampifandraisina amin'ny tariby an-telefaona, saingy mitoka-monina mba tsy handrenesana ny feon'ny mpampiasa ny mari-pamantarana feo miditra kokoa. Natao izany tamin'ny alàlan'ny transformer hybrid talohan'ny nahatongavan'ny finday elektronika.
Ny circuit duplex aseho amin'ny sary etsy ambany dia mampiasa resistor mitovy lanja mba hifanaraka amin'ny impedance amin'ny tsipika fampitana mba hisaraka ny courant avy amin'ny mikrô rehefa miditra ao amin'ny transformer ary mikoriana amin'ny lalana mifanohitra amin'ny coil voalohany. Esory tsara ny flux andriamby ary tsy misy komandy miditra ao amin'ny coil faharoa, noho izany dia mitokana amin'ny micro ny coil faharoa.
Na izany aza, ny famantarana avy amin'ny mikrô dia mbola mankany amin'ny telefaonina (na dia misy fatiantoka kely aza), ary ny famantarana miditra amin'ny tariby an-telefaona dia mbola mankany amin'ny mpandahateny (miaraka amin'ny fatiantoka ihany koa), mamela ny fifandraisana roa amin'ny andalana finday iray ihany. . . Tady metaly.
Ny duplexer radio balanced dia mitovy amin'ny duplexer an-telefaonina, fa raha tokony ho mikrô, handset ary tariby an-telefaona, dia misy émetteur, receiver ary antenne, araka ny asehon'ny sary B.
Ny fomba fahatelo hanavahana ny mpanelanelana amin'ny mpandray dia ny fanafoanana ny fitsabahan'ny tena (SI), amin'izany ny fanesorana ny famantarana azo avy amin'ny famantarana azo. Ny teknika jamming dia nampiasaina tamin'ny radara sy ny fampielezam-peo nandritra ny am-polony taona maro.
Ohatra, tany am-piandohan'ireo taona 1980, Plessy dia namolavola sy nivarotra vokatra mifototra amin'ny tambin-karama SI antsoina hoe "Groundsat" mba hanitarana ny tambajotram-pifandraisana miaramila FM analog half-duplex4-5.
Ny rafitra dia miasa toy ny full-duplex single-channel repeater, manitatra ny isan-karazany mahomby amin'ny radio half-duplex ampiasaina manerana ny faritry ny asa.
Nisy ny fahalianana vao haingana tamin'ny fanafoanana ny fitsabahan'ny tena, indrindra noho ny fironana mankany amin'ny fifandraisana fohy (serasera sy Wi-Fi), izay mahatonga ny olana amin'ny fanafoanana ny SI ho azo fehezina kokoa noho ny fihenan'ny herinaratra sy ny fandraisana hery ambony kokoa ho an'ny fampiasana mpanjifa. . Fampidirana Wireless sy Fampiharana Backhaul 6-8.
Ny iPhone an'ny Apple (miaraka amin'ny fanampian'ny Qualcomm) dia azo inoana fa manana ny Wireless Wireless sy LTE tsara indrindra eran-tany, manohana tarika 16 LTE amin'ny chip tokana. Midika izany fa SKU roa ihany no tsy maintsy amboarina handrakotra ny tsena GSM sy CDMA.
Amin'ny fampiharana duplex tsy misy fifampizaràna fitsabahana, ny fanafoanana ny fitsabahan'ny tena dia afaka manatsara ny fahombiazan'ny spektrum amin'ny alàlan'ny famelana ny uplink sy downlink mba hizara loharano mitovy amin'ny spectrum9,10. Ny teknika famoretana ny fitsabahan'ny tena ihany koa dia azo ampiasaina hamoronana duplexer manokana ho an'ny FDD.
Ny fanafoanana mihitsy matetika dia misy dingana maromaro. Ny tambajotra tari-dalana eo anelanelan'ny antenna sy ny transceiver dia manome ny ambaratonga voalohany amin'ny fisarahana eo amin'ireo famantarana azo alefa sy azo. Faharoa, ny fanodinana famantarana analoga sy nomerika fanampiny dia ampiasaina mba hanafoanana ny tabataba ao anatin'ny signal voaray. Ny dingana voalohany dia mety mampiasa antenne misaraka (toy ny ao amin'ny SAFE), mpanova hybride (voalaza etsy ambany);
Ny olana amin'ny antenne misaraka dia efa nofaritana. Ny circulators dia matetika narrowband satria mampiasa resonance ferromagnetika amin'ny kristaly. Ity teknolojia hybrid ity, na Electrically Balanced Isolation (EBI), dia teknolojia mampanantena izay azo ampidirina amin'ny takelaka ary mety ho tafiditra ao anaty chip.
Araka ny aseho eo amin'ny sary etsy ambany, ny famolavolana faran'ny antena marani-tsaina dia mampiasa antenne roa azo ampitaina, ny iray ho an'ny fampitana ary ny iray ho an'ny fandraisana, ary ny sivana duplex avo lenta kokoa nefa azo atao tsara. Ny antenne tsirairay dia tsy manome mitoka-monina fotsiny amin'ny vidin'ny fatiantoka eo anelanelan'izy ireo, fa manana bandwidth vetivety ihany koa (fa azo atao).
Ny antenne fampitana dia miasa amin'ny fomba mahomby raha tsy ao amin'ny tarika fandrefesana, ary ao amin'ny tarika fandrefesana mandray ihany no miasa tsara ny antenne mpandray. Amin'ity tranga ity, ny antenne ihany koa dia miasa toy ny sivana: ny fivoahana Tx ivelan'ny tarika dia attenuated amin'ny antenne fampitana, ary ny fitsabahan'ny tena ao amin'ny tarika Tx dia attenuated amin'ny antenne mpandray.
Noho izany, ny maritrano dia mitaky ny antenne ho tunable, izay tratra amin'ny alalan'ny fampiasana tambajotra Tuning Antenna. Misy fatiantoka tsy azo ihodivirana amin'ny tamba-jotra fametahana antenne. Na izany aza, ny fandrosoana vao haingana amin'ny capacitors tunable MEMS18 dia nanatsara ny kalitaon'ireo fitaovana ireo, ka mampihena ny fatiantoka. Ny fahaverezan'ny fampidirana Rx dia eo amin'ny 3 dB, izay azo ampitahaina amin'ny totalin'ny fatiantoka an'ny SAW duplexer sy switch.
Ny fitokana-monina mifototra amin'ny antenne avy eo dia ampian'ny sivana tunable, mifototra amin'ny capacitors tunable MEM3 ihany koa, mba hahatratrarana ny fitokana-monina 25 dB amin'ny antenne sy ny fitokana-monina 25 dB amin'ny sivana. Ny prototypes dia nanaporofo fa azo atao izany.
Vondrona mpikaroka maromaro ao amin'ny akademia sy ny indostria no mikaroka ny fampiasana hybrides ho an'ny fanontana duplex11–16. Ireo tetika ireo dia manafoana ny SI amin'ny alàlan'ny famelana ny fifindran'ny simultaneous sy ny fandraisana avy amin'ny antenne tokana, fa manasaraka ny mpandefa sy ny mpandray. Izy ireo dia amin'ny natiora ary azo ampiharina amin'ny chip, ka mahatonga azy ireo ho safidy tsara ho an'ny duplexing matetika amin'ny fitaovana finday.
Ny fandrosoana vao haingana dia naneho fa ny transceiver FDD mampiasa EBI dia azo amboarina avy amin'ny CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) miaraka amin'ny fahaverezan'ny fampidirana, ny tabataba, ny tsipika mpandray ary ny fanakanana ny toetran'ny fanafoanana mety amin'ny fampiharana finday11,12,13. Na izany aza, araka ny asehon'ny ohatra maro ao amin'ny literatiora akademika sy siantifika, misy fetra fototra misy fiantraikany amin'ny fitokana-monina duplex.
Tsy raikitra ny impedance an'ny antenne radio, fa miovaova arakaraka ny fampandehanana matetika (noho ny resonance antenne) sy ny fotoana (noho ny fifaneraserana amin'ny tontolo miova). Midika izany fa ny fifandanjana impedance dia tsy maintsy mifanaraka amin'ny fanaraha-maso ny fiovan'ny impedance, ary ny bandwidth decoupling dia voafetra noho ny fiovan'ny frequence domain13 (jereo ny sary 1).
Ny asantsika ao amin'ny Oniversiten'i Bristol dia mifantoka amin'ny fanadihadiana sy ny famahana ireo fetran'ny fampandehanana ireo mba hampisehoana fa ny fitokana-monina sy ny fidirana ilaina dia azo tanterahina amin'ny tranga fampiasana eran-tany.
Mba handresena ny fiovaovan'ny impedance antenne (izay misy fiantraikany mafy amin'ny fitokana-monina), ny algorithm adaptive dia manara-maso ny impedance antenne amin'ny fotoana tena izy, ary ny fitsapana dia naneho fa ny fampisehoana dia azo tazonina amin'ny tontolo mavitrika isan-karazany, ao anatin'izany ny fifaneraserana ataon'ny mpampiasa sy ny lalana sy ny lalamby haingam-pandeha. fitsangatsanganana.
Ho fanampin'izany, mba handresena ny fifandonana antena voafetra ao amin'ny sehatra matetika, ka hampitombo ny bandwidth sy ny fitokanana amin'ny ankapobeny, dia manambatra duplexer mandanjalanja elektrika miaraka amin'ny fanafoanana SI mavitrika fanampiny, mampiasa mpanentana faharoa hamokatra famantarana fanafoanana hanakanana bebe kokoa ny fitsabahan'ny tena. (jereo ny sary 2).
Mampahery ny vokatra avy amin'ny toeram-pitsapana anay: rehefa ampiarahina amin'ny EBD, ny teknolojia mavitrika dia afaka manatsara ny fampitana sy mahazo ny fitokanana, araka ny aseho amin'ny sary 3.
Ny fanamboarana laboratoara farany ataonay dia mampiasa kojakoja finday mora vidy (fanamafisana herinaratra sy antenne finday), ka mahatonga azy io ho solontenan'ny fampiharana finday. Ankoatr'izay, ny fandrefesanay dia mampiseho fa ity karazana fandavana ny fitsabahan'ny tena roa dingana ity dia afaka manome ny fitokanana duplex ilaina amin'ny fatran'ny fatran'ny uplink sy downlink, na dia mampiasa fitaovana lafo vidy sy ara-barotra aza.
Ny tanjaky ny famantarana azon'ny fitaovana finday amin'ny fetra ambony indrindra dia tokony ho 12 litatra ambany noho ny tanjaky ny famantarana ampitainy. Ao amin'ny Time Division Duplex (TDD), ny duplex circuit dia switch fotsiny izay mampifandray ny antenne amin'ny transmitter na receiver, ka ny duplexer ao amin'ny TDD dia switch tsotra. Ao amin'ny FDD, ny mpandefa sy ny mpandray dia miasa miaraka, ary ny duplexer dia mampiasa sivana hanavahana ny mpandray amin'ny famantarana matanjaka an'ny mpandefa.
Ny duplexer amin'ny faran'ny FDD finday dia manome > ~ 50 dB fitokana-monina ao amin'ny tarika uplink mba hisorohana ny overloading ny mpandray amin'ny Tx famantarana, ary> ~ 50 dB mitokana ao amin'ny downlink tarika mba hisorohana ny out-of-band fifindran'ny. Nihena ny fahatsapan'ny mpandray. Ao amin'ny tarika Rx dia kely indrindra ny fatiantoka amin'ny fampitana sy fandraisana.
Ireo fepetra ambany fatiantoka sy mitoka-monina ireo, izay tsy misy afa-tsy isan-jato no sarahan'ny frequences, dia mitaky fanivanana Q avo, izay tsy azo atao raha tsy amin'ny alàlan'ny fitaovana onjam-peo (SAW) na body acoustic wave (BAW).
Na dia mbola mivoatra aza ny teknolojia, miaraka amin'ny fandrosoana noho ny hamaroan'ny fitaovana ilaina, ny fiasan'ny multi-band dia midika hoe sivana duplex tsy misy chip manokana ho an'ny tarika tsirairay, araka ny aseho amin'ny sary A. fanasaziana sy fifanakalozam-bola.
Sarotra loatra ny fanamboarana ireo finday eran-tany mora vidy mifototra amin'ny teknolojia ankehitriny. Ny rafitra radio aterak'izany dia ho lehibe, very ary lafo. Ny mpanamboatra dia tsy maintsy mamorona karazana vokatra marobe ho an'ny fitambarana tarika samihafa ilaina any amin'ny faritra samihafa, ka sarotra ny mivezivezy LTE manerantany tsy misy fetra. Ny toe-karena izay nitarika ny fanjakazakan'ny GSM dia mihasarotra ny tratrarina.
Ny fitomboan'ny fangatahana tolotra finday haingam-pandeha ambony dia nitarika ny fametrahana tambajotra finday 4G manerana ny tarika fandrefesana 50, miaraka amin'ny tarika maro kokoa ho avy satria ny 5G dia voafaritra tanteraka sy miparitaka be. Noho ny fahasarotan'ny interface RF dia tsy azo atao ny manarona izany rehetra izany amin'ny fitaovana tokana amin'ny alàlan'ny teknolojia mifototra amin'ny sivana ankehitriny, noho izany dia ilaina ny faritra RF azo zahana sy azo amboarina.
Ny tsara indrindra dia ilaina ny fomba vaovao hamahana ny olan'ny duplex, angamba mifototra amin'ny sivana mirindra na fanafoanana ny fitsabahan'ny tena, na ny fitambaran'izy roa.
Na dia mbola tsy manana fomba fiasa tokana mahafeno ny fitakiana maro amin'ny vidiny, ny habeny, ny fampisehoana ary ny fahombiazany aza isika, angamba ny ampahany amin'ny piozila dia hitambatra ary ho ao am-paosinao afaka taona vitsivitsy.
Ny teknolojia toy ny EBD miaraka amin'ny fanafoanana SI dia afaka manokatra ny fahafahana mampiasa matetika mitovy amin'ny lafiny roa miaraka, izay afaka manatsara ny fahombiazan'ny spectral.
Fotoana fandefasana: Sep-24-2024