5G通信网络的推出有望成为全球电信公司的福音，但它不会没有挑战。

物联网(IoT)的扩张和连接设备的激增几乎肯定会导致移动数据需求的大幅增长。网络汽车和机器对机器通信等新用途将增加这一需求。更低的延迟(5G反应时间预计不超过1毫秒)将为医疗保健和智能公用事业等时间关键领域的联网设备打开大门。更快的速度将为用户带来更高的数据速率，可能比4G能力高出10倍，3.5 GHz频段用于区域范围的服务，26-28 GHz频段用于高数据速率的热点。改善的连通性将使更多的连接同时实现，据估计每平方公里可达100万。

天线制造商、无线设备制造商、汽车制造商和供应商以及无线运营商将如何应对这些挑战?

5G天线设计挑战

随着无线技术从1G发展到4G，频率的变化主要是渐进的——不需要大的技术变化或中断。天线所需要的变化也是进化的——天线技术从外部天线迁移到内部天线。频带需求从单频变为双频，多频带变为多天线，天线分集变为多输入多输出(MIMO)实现。然而，5G实现为某些应用提供了高达10倍的频率增长。bob电竞官方

这是先前技术的戏剧性变化，这将提供重大挑战以及新的机会。例如，梁成形和光束转向（使用天线阵列）将可以给出，在较高频率下，各个天线可以小得多。在这些高频下，波长（Lambda）约为1cm，因此该装置是多λ平台。这意味着天线的放置变得更为重要，更换以前的技术中的集成方向密钥。这些更复杂的5G开发方面还使尝试多次实现以最佳地识别和调整权衡至关重要。

Altair Feko.^TM是一个领先的综合计算电磁软件，广泛应用于电信、汽车、航空航天和国防工业，是牵牛星HyperWorks^TM虚拟产品开发统一的CAE环境。由于5G中的天线增益较高，通常在移动设备上以及在基站上的两端都需要天线阵列。除了较高的天线增益外，还需要更复杂的进给和控制电路，并且还必须实现阵列元件之间的良好隔离。FEKO不仅包括多种频率和时域方法，还具有一组精确和快速设计和优化天线阵列的功能。更详细地详细说明，可以使用Feko轻松探索多个天线放置选项及其与托管板的互动，以快速识别各种权衡和优化机会，以尝试使用实际物理设计的昂贵且耗时。甚至可以模拟甚至复杂的波束形成和转向能力及其在不同频率下的效率，并且在3D模型中容易观察，例如下面的3D模型，A 2D 16 x 16天线阵列，工作在26GHz。

5克无线覆盖挑战

新的5G蜂窝技术将为消费者提供高达10倍于之前的4G/LTE的数据速率。通过使用更高的频率实现更高的数据速率的类似趋势在使用802.11ad和802.11ay标准的60ghz频段的Wi-Fi实现中可见。对于这些新技术，在城市和室内环境中实现理想的网络性能带来了新的挑战。性能将在很大程度上取决于城市和室内建筑结构所影响的无线电信道(和相关频率)。需要高精度的波传播模型，用于信道统计以及预测和优化无线电覆盖。需要针对不同的基站部署场景、不同的频率和不同的环境以及不同的测试驱动分析覆盖率。这种级别的测试可能是困难的、耗时的和昂贵的，但是如果没有充分的研究，甚至可能出现更昂贵的质量问题和相关的重新部署成本。然而，在测试上花费太多时间，可能会延迟市场进入并降低利润。无论如何，我们需要达到正确的平衡。

Feko提供了一套完整的工具来定义和模拟在各种环境和情况下的波传播，这对基于5g的设备和系统很重要。Feko的高度精确、快速的经验和确定性传播模型覆盖了从农村到城市、室内、隧道甚至混合环境的广泛场景。这些真实的波传播模型允许成功部署和优化不断发展的无线接入网络，并创建一个虚拟测试平台，用于产品权衡分析，包括天线效应。

在5G网络中，对覆盖和干扰的预测是判断容量的关键。Feko允许用户模拟最大接收功率和感兴趣区域内每个位置的可实现数据速率，分别计算每种传输模式。容量限制和过载小区很容易被检测到，网络可以被优化以提供覆盖和高吞吐量。由于Feko的复杂的确定性传播模型，MIMO或波束形成所带来的容量改善被精确地建模。

开发人员甚至可以在网络覆盖模拟中利用Feko天线模式。下图显示了户外三扇形天线的模式，以及城市环境中无线电覆盖的分析。该功能极大地加快了建模速度，允许多个实现周期来优化产品特征。

将5G技术引入智能工厂

5G技术为企业探索专用网络和工业物联网(IIoT)解决方案提供了可能性，以帮助实现工业4.0的承诺。5G标准是许多工业物联网应用的基础，但在特定区域内创建一个具有统一连接性、优化服务和安全通信的专bob电竞官方用校园网络，对私有网络运营商来说是一个挑战。为了实现5G所承诺的更快、更低延迟和其他好处，电信系统集成商、工程师和咨询公司必须拥有高效的5G开发工具。

牵牛星提供5G天线和5G网络的集成仿真。校园网规划者采用整体模拟的方法，提前避免干扰，防止无线电波在周边地区泄漏。

在工厂车间，模拟设备、5G天线和它们运行的5G网络，有助于为工业物联网驱动的制造流程创造所需的通信性能。

EM仿真有助于实现每个应用程序所需的数据速率，并确保网络中的行为优化。可以及早识别为优化天线设计和设备内位置而进行的设计更改，同时避免无线通信干扰造成的EMC问题。能够精确地代表单个天线到与环境交互的完整系统，允许工业无线应用的独特预测质量和高效设计。bob电竞官方

Altair还可以帮助制造商部署边缘计算集群，训练和执行机器学习模型，实现复杂的应用程序业务逻辑，执行数据转换，可视化实时数据，等等。要了解更多关于Altair的web服务和用于开发可扩展物联网系统的分析工具，请访问Altair IoT应bob电竞官方用程序页面在这里．

要了解更多关于5G园区网络和工业物联网的信息，请点击这里诺基亚贝尔实验室介绍．

结论

在一篇来自IndustryWeek题为“制造业的新疆域在这里。现在就是5G时代!高通首席工程师张晓霞博士认为，与以往的技术进步主要实现手机通信不同，5G将重点显著转向智能工厂。凭借超可靠、低延迟和时间敏感的网络，5G将实现未来工厂内的自动化和精确远程访问。

向5G的过渡对消费者来说将是一场革命，还需要在天线设计、基站配置和网络部署方面进行技术创新。Feko等软件工具将是开发成功的5G产品和网络的关键因素。牵牛星为产品设计师提供了数字转型的构建模块，使他们能够快速移动、快速扩展，并随着时间的推移继续改进他们的电磁系统。

为了更深入地了解5G网络规划和性能分析，看看这个网络研讨会．