5G 手機(jī)天線如何布置
TRP和UE的多面板結(jié)構(gòu)對信號的發(fā)射和接收非常重要,協(xié)議也對這個有明確的規(guī)定,如下:
均勻陣列:來自多個面板的具有相同極化的天線單元分別在水平和垂直尺寸上均勻分布;
非均勻陣列:來自多個面板的具有相同極化的天線單元在水平或垂直尺寸上分布不均勻;
而且,在TRP或UE上基于均勻/非均勻陣列結(jié)構(gòu)的相干/非相干MIMO傳輸需要重點研究,比如碼本設(shè)計,校準(zhǔn)精度,干擾測量,高級接收機(jī)設(shè)計,干擾假設(shè)等。在本文中,討論了UE天線陣列在現(xiàn)實中的實現(xiàn)問題,然后討論了NR大于6GHz的UE天線陣列結(jié)構(gòu)。
對于NR,6GHz以上頻帶需要多面板結(jié)構(gòu),因此均勻和非均勻多面板結(jié)構(gòu)是討論UE天線陣列模型的良好起點。為了有效地實現(xiàn)UE天線陣列,需要考慮實際中的手抓阻礙問題。如果所有UE天線都位于某個小空間內(nèi),則性能將對手、臉或其他障礙物的阻擋非常敏感。
關(guān)于手抓問題,需要考慮相對分離的UE天線陣列結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)UE天線的現(xiàn)實解決方案。例如,假設(shè)手機(jī)支持28GHz頻段的雙向面板陣列通信,其中每個面板都有2×2交叉極化天線面板,天線單元之間有半λ間距,如圖1所示。然后,來自不同面板的兩個相鄰天線之間的距離在水平方向上可以大于6λ,在垂直方向上可以大于14λ。?

通過使用非均勻天線結(jié)構(gòu)將UE側(cè)面板陣列定位在相距很遠(yuǎn)的位置,可以提高UE側(cè)信號接收的可靠性,同時減少現(xiàn)實場景中RF失配的影響。此外,考慮到具有大量天線陣列的天線面板的尺寸,它可以在硬件設(shè)計方面提供靈活性,而不是一起定位UE天線陣列。
過去通常假設(shè)UE部署全向天線,但這種假設(shè)在6GHz以上可能不合適。為了避免高頻段中的路徑損耗問題,更高的鏈路增益是必不可少的,因此,UE和TRP的波束賦形被認(rèn)為是6GHz以上。與傳統(tǒng)鏈路相比,由UE和TRP處的銳利波束產(chǎn)生的高度定向鏈路對動態(tài)環(huán)境更加敏感。
另一方面,應(yīng)當(dāng)考慮各種類型的UE。例如,UE移動性方面從非常高速和高度可旋轉(zhuǎn)的UE(即手持設(shè)備)到無速度和不太可能旋轉(zhuǎn)的UE(即工廠機(jī)器)極其不同。此外,對于NR,可以基于用例對UE的類型進(jìn)行分類。(例如URLLC和eMBB)特別是對于高度可旋轉(zhuǎn)的UE,例如手持設(shè)備和VR,或者對于支持URLLC用例的UE,當(dāng)UE具有如圖2所示的定向天線或天線陣列時,基站和UE之間的波束失準(zhǔn)問題可能是一個關(guān)鍵問題。

盡管已經(jīng)同意使用基于定向天線的面板陣列模型進(jìn)行6GHz以上的NR評估,因此,在覆蓋問題仍然存在的情況下,需要支持全向單天線(或交叉極化天線)用于高度可旋轉(zhuǎn)的UE,或用于現(xiàn)實中的URLLC UE。例如,如果高于6GHz的頻帶僅用于互補目的(non-standalone),則通過犧牲覆蓋來提供健壯性可能是更好的選擇,因為低于6GHz的NR或傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可以提供連接性。也可以考慮具有全向天線和定向天線陣列的UE。因此,還應(yīng)考慮針對具有多個TRP波束但具有單個UE波束的場景的技術(shù)的NR研究。