5G | Internet | Mobility

Qualcomm se chlubí, že se mu podařilo téměř nemožné: Vyrobil první mobilní anténu pro 5G

  • Za dveřmi je 5G – nová generace mobilních telekomunikací
  • Jednou z jeho specialit jsou nové kmitočty, tzv. mmWave
  • Jenže signál o mnoha desítkách GHz přináší hromadu překážek

Svět se pomalu připravuje na 5G – nejnovější generaci mobilního internetu, který slibuje praktické přenosové rychlosti až o několik řádů vyšší než v případě současného LTE a díky mnohem vyšší optimalizaci také nové služby – třeba pro svět internetu věcí a senzory rozeseté ve městě i na venkově.

První země a operátoři hlásí, že začnou budovat 5G sítě už v druhé polovině letošního roku, přičemž jedním z lídrů chce být třeba finský operátor Elisa, který už testuje 5G v Tampere a Tallinnu.

Jednou z klíčových inovací 5G jsou přitom nové komunikační frekvence – tzv. NR (New Radio) dvou kategorií. Ta první a snáze dostupná počítá s využitím kmitočtů menších než 6 GHz, přičemž v tomto případě není vzhledem k dalšímu vývoji na poli LTE v posledních letech navýšení přenosových rychlostí tak markantní. Mimochodem, právě tyto frekvence okolo 3 GHz používá i ona severská Elisa.

mmWave, tedy milimetrové vlny

Mnohem zajímavější je druhý rozsah, který předpokládá frekvence v řádu desítek gigahertzů! Konkrétně rozsah 24-86 GHz. S těmito kmitočty se už pomalu dostáváme do oboru milimetrových vln (EHF 30-300 GHz), a tak se pro ně vžila marketingově vhodnější a více sexy zkratka mmWave.

Klepněte pro větší obrázek
Elektromagnetické spektrum. Milimetrové vlny EHF jsou vyznačené průhledným proužkem – nacházejí se na pomezí mikrovln a infračerveného záření. 5G chce využít jejich spodní hranice (SHF).

Výroba hardwaru pro mmWave bude zřejmě největší výzvou celé páté generace mobilního internetu, signál s frekvencí desítek gigahertzů je totiž neskutečně citlivý na jakékoliv rušení. Ostatně pokud je už citelný pokles v dosahu u 5GHz Wi-Fi (o 60GHz Wi-Fi 802.11ah raději ani nemluvě), jak proboha může fungovat přenos na ještě o řád vyšších kmitočtech?

Qualcomm: Máme první mobilní anténu pro mmWave

Výzvy se chopil Qualcomm, který chce být na poli 5G lídrem a po veřejných demonstracích na letošním mobilním kongresu v Barceloně se nyní pochlubil první komerční anténou pro mmWave určenou pro jeho 5G modem X50.

Klepněte pro větší obrázek
Modem X50 a jedna z antén QTM052 pro milimetrové vlny

Mobilní anténa pro milimetrové vlny QTM052 je maličká a společně s modemem X50 se bez problému vejde do každého mobilního telefonu, dohromady totiž zabírají plochu jedné běžné mince. Přitom platí výše napsané – zdolat milimetrové vlny v praktickém použití je inženýrská výzva desetiletí.

Posuďte sami, milimetrové vlny:

  • mají poměrně malý dosah
  • jejich signál utlumí jakákoliv překážka – nejen stěna, ale i lidské tělo
  • aby se s těmito překážkami přijímač vyrovnal, musí být relativně velký

Anténa a modem Qualcommu proti těmto limitům bojuje jak novou konstrukcí, tak softwarovými algoritmy. QTM052 tedy bude uvnitř hypotetického mobilu zapojená jako matice několika anténových prvků po celé ploše telefonu. Ty jsou ale velmi maličké, čili nijak neomezují současnou konstrukci telefonů (beztak to jsou povětšinou samá 5“ a větší pádla).

Klepněte pro větší obrázek
Anténa Qualcommu pro milimetrové vlny tvoří v hypotetickém mobilu zítřka speciální pole, které může využít pokročilých technik pro tvarování radiačního laloku. Tato organizace zajistí dobrý příjem nehledě na to, jak mobil držíte, v jakém je náklonu atp.

Právě pole těchto antén poté umožní pokročilý beam-forming a beam-steering, čili optimalizace a tvarování samotného rádiové signálu (hlavního radiačního laloku) dle aktuální potřeby. Ruku v ruce s tím se používá i beam-tracking, čili optimalizace vyzařovaného signálu mezi mobilním vysílačem a koncovým zařízením podle jejich vzájemné polohy.

Suma sumárum, podle Qualcommu lze těmito technikami, a teď budu citovat, „drasticky zvýšit dosah a pokrytí a připravit mmWave pro životaschopnou mobilní komercializaci ve velkém měřítku.“

Klepněte pro větší obrázek
Miniaturní anténa QTM052 pro milimetrové vlny s frekvencí desítek GHz

Qualcomm přitom není jediný, s milimetrovými vlnami totiž experimentují i další hráči včetně Googlu, který posledních pár let experimentuje s vlastní technologií SkyBender. Podle informací z roku 2006 chtěl mmWave s frekvencí okolo 28 GHz použít jako páteř, na které by komunikovaly třeba jeho drony, balóny Loon a další prvky s přímou viditelností.

Mimochodem, tou dobou experti předpokládali, že milimetrové vlny budeme moci využít jen za pěkného počasí a na vzdálenosti okolo 200 metrů při přímé viditelnosti – třeba jako alternativa k neméně experimentálním laserovým pojítkům mezi budovami.

Qualcomm si je mnohem jistější a slibuje, že jeho antény QTM052 pracujících na frekvencích 26,5-29,5 GHz, 27,5-28,35 GHz a již opravdu extrémních 37-40 GHz při šířce pásma 800 MHz opravdu nahradí LTE.

První zařízení s novou anténou se mají na scéně objevit už příští rok. Tou dobou bychom se měli ve světě dočkat také prvních komerčních sítí 5G, které už budou využívat kmitočty mmWave.

Diskuze (19) Další článek: Googlu uniklo video ukazující budoucnost jeho aplikací a služeb. Vše bude bělejší a kulatější

Témata článku: Technologie, Google, Byznys, 5G, Budoucnost, Internet, Mobility, LTE, Qualcomm, SkyBender, Tampere, NEM, Anténa, Poslední pár, Speciální pole, Citelný pokles, Veřejná demonstrace, Lidské tělo, Suma sumárum, Nová generace, První zařízení, Největší výzva, Vysoký kmitočet, Druhá polovina, Praktické použití, Mobilní telefony na Mall.cz


Určitě si přečtěte

Antivir zdarma: 8 bezplatných řešení, která zatočí s havětí v počítači

Antivir zdarma: 8 bezplatných řešení, která zatočí s havětí v počítači

** Součástí Windows 10 je integrovaný antivirový program. Stačí to? ** Představíme vám sedm aplikací na boj proti virům a malwaru ** Všechny jsou k dispozici zdarma a některé ani nemusíte instalovat

Karel Kilián | 31

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

** Z Brna pochází třetina světové produkce elektronových mikroskopů ** První československý kus vyrobila Tesla už v 50. letech ** Dnes na ni navazuje třeba brněnský Tescan

Jakub Čížek | 19

Co všechno se spouští se startem Windows a proč by vás to mělo zajímat

Co všechno se spouští se startem Windows a proč by vás to mělo zajímat

** Společně s operačním systémem se spouští řada aplikací a služeb ** Mohou mít negativní dopad na celkovou dobu startu Windows ** Jak získat kontrolu nad automaticky spouštěnými programy?

Karel Kilián | 57


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest: 20 powerbank s USB-C

Test: mobily do 3 500 Kč

Radíme s výběrem routeru

Tipy na nejlepší vánoční dárky