사물의 인터넷 (IoT) 확대와 커넥티트 디바이스의 확산은 모바일 데이터에 대한 수요가 크게 늘어날 것으로 확신합니다. 네트워크 사용이 가능한 자동차 및 기계 간의 통신은 이러한 수요를 더욱 증가시킬 것입니다. 짧은 지연속도는 건강 관리 및 스마트 유틸리티와 같이 시간이 중요한 분야의 커넥티드 디바이스를 더욱 유용하게 사용하게끔 도와줍니다.
빠른 속도로 인해 지역별 서비스에 3.5GHz 주파수 대역을 사용하고 높은 데이터 전송률 핫스팟에 26-28GHz 대역을 사용하여 4G 기능보다 10 배나 높은 사용자 데이터 전송률을 기대할 수 있습니다. 향상된 연결성을 통해 한 번에 더 많은 연결을 사용할 수 있습니다.
이러한 새로운 변화에서 안테나 제조업체, 무선 장비 제조업체, 자동차 제조업체 및 공급 업체 및 무선 통신 사업자는 어떻게 대응해야 할까요?
Feko로 5G 안테나 과제 해결
Altair Feko는 통신, 자동차, 항공 우주 및 방위 산업 분야에서 널리 사용되는 포괄적인 computational 전자기 소프트웨어이자 Altair HyperWorks 멀티피직스 시뮬레이션 플랫폼입니다. 5G의 높은 안테나 gain 요구 사항 때문에 일반적으로 안테나 어레이는 모바일 장치와 기지국에 필요합니다.
높은 안테나 gain 이외에도, 보다 정교한 급전 및 제어 회로가 필요하며 어레이 소자들 간의 양호한 절연이 달성되어야 합니다. Feko는 여러 주파수 및 시간 도메인 방법을 포함할 뿐만 아니라 안테나 배열을 정확하고 신속하게 설계하고 최적화하기 위한 일련의 기능을 갖추고 있습니다.
좀 더 자세하게 살펴보면, 다양한 안테나 배치 옵션과 호스트 보드와의 상호 작용을 Feko를 통해 쉽게 탐구하여 실제 물리적 디자인을 시도할 때 발생되는 비용과 시간을 줄이고 다양한 절충 사항과 최적화 기회를 신속하게 파악할 수 있습니다. 다른 주파수에서의 복잡한 빔 형성 및 조향 기능도 시뮬레이션 할 수 있으며 26 GHz에서 작동하는 2D 16 x 16 안테나 어레이와 같은 3D 모델에서 결과를 쉽게 볼 수 있습니다.
WinProp 모델 웨이브 전파
Feko를 보완하는 Altair WinProp은 5G 기반 장치 및 시스템에서 다양한 환경에서 웨이브 전파를 정의하고 모델링 하기 위한 완벽한 도구 모음입니다. WinProp의 정확한 전파 모델은 농촌에서 도시뿐만 아니라 실내, 터널 및 하이브리드 환경까지 다양한 시나리오를 커버합니다.
현실적인 웨이브 전파 모델을 사용하면 진화하는 무선 액세스 네트워크를 성공적으로 배치하고 최적화할 수 있을 뿐 아니라 안테나 효과를 포함한 제품 trade-off 분석을 위한 가상 테스트 베드를 만들 수 있습니다.
5G 네트워크에서 커버리지 및 간섭에 대한 예측은 용량에 대한 중요한 판단 기준이 됩니다. WinProp은 사용자가 각 전송 모드, 최대 수신 전력 및 관심 영역의 각 위치에 대해 달성 가능한 데이터 속도를 개별적으로 계산하며 시뮬레이션이 이루어집니다.
용량 제한 및 과부하가 걸린 셀을 쉽게 감지하고 네트워크를 적용 범위와 높은 처리량을 모두 제공하여 최적화할 수 있습니다. MIMO 또는 빔 형성으로 인한 용량 향상은 WinProp의 정교한 전파 모델로 인해 정확하게 모델링 됩니다.
개발자는 Feko 안테나 패턴을 WinProp 시뮬레이션으로 가져올 수도 있습니다. 아래의 그림은 실외, three-sector 섹터 안테나에 대한 Feko 생성 패턴이 WinProp으로 가져와지고 도시 환경에서 전파 도달 범위를 분석하는 방법을 보여줍니다. 이 기능은 모델링 속도를 대폭 향상시켜 여러 구현 주기가 제품 특성을 최적화할 수 있게 합니다.
