5G通信设备、基站及其应用场景的行业应用

广义上,所有移动体间通过无线电波进行实时连接的通信都属于移动通信,通常每隔10年,移动通信领域就会发生巨大变化。5G,即第五代移动通信技术,是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。为实现5G的高数据速率、低延迟、节能、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接等要求,5G系统有必要采用新型的网络架构,引入大规模MIMO技术、同时同频全双工、CA技术。从目前的异构网络发展趋势来看,5G网络将会是一个高密度新型分布式协作与自组织组网,各个异构系统之间采用无线资源联合调配技术实现资源高效利用,以提升系统性能。

这样的新型网络架构及其相应的关键技术,给设计带来了极大的挑战。建立5G系统新型网络架构下的仿真平台,对关键技术进行评估,对新方案进行验证,是快速迭代和推出产品的基础。Ansys 5G仿真解决方案能够让设备、网络和数据中心设计的复杂性得以简化,实现设计的快速迭代和优化,提升产品的性能和效率。


Ansys解决方案

Ansys 5G仿真解决方案以HFSS为基础,在Ansys Electronic Desktop平台中提供了电磁、半导体、电子散热和结构分析工具,可以实现精确模拟 5G 电磁场和相关问题。该解决方案可以灵活部署在企业部署的高性能计算平台,让设计师的设计工作更加高效。


01接入网(基站)

5G接入网(基站)在5G网络的投资占比超过一半以上,是5G网络建设的绝对重点,也是最大挑战之一。mMIMO/Beamforming等关键技术都需要通过仿真技术进行设计和优化。

  • 天线设计(阵列天线)
  • 无源器件设计(滤波器/双工器/连接器)
  • 有源器件设计(功放/低噪放)
  • 基站天线系统仿真(场路协同)
  • 基站芯片/封装/系统设计
  • 高速PCB SI/PI设计
  • 基站设备电磁兼容分析
  • 热分析(天线/无源器件/有源器件/基站设备)
  • 结构分析(强度/震动/风载)
  • 基站设备电-热-结构多物理场分析
  • 基站多天线共址分析
  • 基站天线复杂电磁环境场景分析
  • 系统链路预算分析




02承载网(光通信)

5G承载网负责5G网络的数据传输,以光通信为主,涉及的光芯片和光模块都对设计有着极高的要求。

  • 光通信芯片/封装/系统设计
  • 光模块SI/PI设计
  • 高速连接器设计
  • 电磁兼容分析
  • 系统散热设计与优化
  • 电-热-结构多物理场分析


03核心网(数据中心)

5G核心网是5G网络实现不同场景切片的关键,涉及大量的数据中心和人工智能技术,此场景下的热分析和电磁兼容分析是保证稳定可靠的关键。

  • 数据处理芯片/封装/系统设计
  • 数据中心高速PCB SI/PI分析
  • 电磁兼容分析
  • 系统散热设计与优化


Ansys为5G提供从nm级场景到km级场景的多物理域仿真方案

Ansys 5G解决方案,覆盖了从芯片设计到3D-IC到PCB仿真到自动驾驶再到城市级场景分析的跨纬度仿真方案,也包含了电磁,结构,流体,光学,半导体,系统等多物理域解决方案,实现了真正的多物理全场景的5G解决方案。

  • 为5G芯片研发提供系统级芯片 (SoC) 解决方案
  • 独有的阵列天线仿真技术,结合场路协同仿真,实现5G mMIMO设计的快速和精准设计
  • 仿真工具能模拟天线到天线耦合和环境对信号传播的影响
  • 为5G设备提供了多物理场仿真平台,基于真实工况提升产品的可靠性

Ansys 5G解决方案,给客户带来了高精度的电磁,结构,流体,半导体等各物理域的高精度仿真工具,让5G产品的设计和研发更为高效,同时,基于统一Ansys平台下的从nm级到km级的多物理域仿真,极大地缩减了数据传递带来的流程复杂化和精度损失。


典型应用案例

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图1

大规模阵列天线

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图2

射频器件

 

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图3

天线系统仿真

 

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图4

SI/PI 分析

 

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图5

芯片寄生参数提取

 

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图6

电磁热双向耦合分析

 

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图7

结构可靠性分析

 

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图8

RFI分析

 

行业应用方案 | 5G通信设备、基站与场景的图9

场景分析


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