जैसे ही फ़्रीक्वेंसी बैंड 7-24GHz रेंज में चले जाते हैं, सिस्टम जटिलता अब व्यक्तिगत उपकरणों से उत्पन्न नहीं होती है।इसके बजाय, एंटीना डिज़ाइन, उन्नत पैकेजिंग और क्रॉस-डोमेन सिस्टम सहयोग प्रदर्शन सीमाओं को परिभाषित करने वाले प्रमुख चर बन गए हैं।

6G FR3 बैंड पर तकनीकी रिपोर्टों की समीक्षा करने पर, एक स्पष्ट निष्कर्ष सामने आता है: संचार उद्योग बदल रहा है आवृत्ति बैंड प्रतियोगिता को सिस्टम क्षमता प्रतियोगिता.

5G युग में, बहस इस बात पर केंद्रित थी कि क्या Sub‑6GHz पर्याप्त था या क्या मिलीमीटर‑तरंग स्केल कर सकती थी।6G के लिए, बातचीत मौलिक रूप से बदल गई है।7-24GHz तक फैला FR3 बैंड, केंद्र स्तर पर इसलिए नहीं आया है क्योंकि यह एकदम सही है, बल्कि इसलिए क्योंकि यह बैंडविड्थ, कवरेज और लागत को संतुलित करने वाला एकमात्र यथार्थवादी विकल्प है।फिर भी यह संतुलन लगभग सभी सिस्टम चुनौतियों को एक वास्तुकला में केंद्रित करता है।

गहरी अंतर्दृष्टि स्पष्ट हो जाती है: एफआर 3 की वास्तविक कठिनाई कभी भी आवृत्ति नहीं रही है, बल्कि एंटीना से आरएफ फ्रंट-एंड से सिस्टम डिजाइन तक पूर्ण वास्तुशिल्प पुनर्निर्माण है।जैसे-जैसे ऐन्टेना की गिनती बढ़ती है, स्पेक्ट्रम के टुकड़े, और शक्ति और थर्मल सीमाएं कड़ी होती हैं, अलग-अलग घटकों और मॉड्यूलर असेंबली का पारंपरिक दृष्टिकोण अपने टूटने के बिंदु पर पहुंच रहा है।

यह अब अधिक पीए जोड़ने या फ़िल्टर स्वैप करने का मामला नहीं है। पूरे वायरलेस सिस्टम को शुरू से ही दोबारा डिज़ाइन किया जाना चाहिए। यही रिपोर्ट का मूल संदेश है.

मूल संदेश

6G FR3 बैंड (7–24GHz) एंटीना से आरएफ फ्रंट-एंड तक फैले विषम एकीकरण के माध्यम से उच्च क्षमता वाले वायरलेस संचार और उपयोगकर्ता उपकरण तैनाती को प्राप्त करता है।

FR3: 6G प्रदर्शन और लागत के लिए संतुलित बैंड

FR3 अद्वितीय रणनीतिक मूल्य के साथ, Sub‑6GHz (FR1) और मिलीमीटर-वेव (FR2) के बीच मध्य स्थान पर है:

• FR1 की तुलना में व्यापक बैंडविड्थ, उच्च डेटा दरों का समर्थन करता है
• FR2 से बेहतर प्रसार, तैनाती लागत कम
• स्केलेबल क्षमता के लिए बड़े पैमाने पर MIMO सक्षम करता है

उच्च क्षमता और यथार्थवादी तैनाती क्षमता दोनों प्रदान करने के लिए 6G के लिए FR3 आवश्यक है।

मुख्य संघर्ष: खंडित स्पेक्ट्रम और विस्फोट प्रणाली जटिलता

FR3 गंभीर सिस्टम-स्तरीय चुनौतियाँ लाता है:

• असंतत बैंड और वैश्विक स्पेक्ट्रम विखंडन
• सेल्युलर, वाईफाई और सैटेलाइट सिस्टम का सह-अस्तित्व
• उच्च-क्रम मॉड्यूलेशन और विशाल MIMO अत्यधिक रैखिकता और शक्ति की मांग करता है
• मोबाइल उपकरणों में एंटीना स्थान की अत्यधिक कमी

समृद्ध स्पेक्ट्रम का मतलब उच्च जटिलता है, जो पूर्ण आरएफ वास्तुकला के पुनर्निर्माण के लिए मजबूर करता है।

मुख्य पथ: असतत से सिस्टम-स्तरीय एकीकरण तक एफईएम विकास

रिपोर्ट दो वास्तुशिल्प दिशाओं के साथ FEM (फ्रंट-एंड मॉड्यूल) पुनर्गठन को FR3 के लिए मुख्य समाधान के रूप में पहचानती है:

1. FR1 जैसी वास्तुकला (बीमफॉर्मिंग के बिना)
- सरल संरचना, आसान एकीकरण
– कम लाभ, उच्च प्रविष्टि हानि

2. FR2 जैसी वास्तुकला (बीमफॉर्मिंग के साथ)
- उच्च सिस्टम लाभ (≈+3dB)
- उच्च दक्षता और कम बिजली की खपत
- बड़ा क्षेत्र और उच्च डिज़ाइन जटिलता

FR3 निम्न-आवृत्ति सोच से मिलीमीटर-वेव सिस्टम डिज़ाइन की ओर विकसित हो रहा है।

असली बाधा: एंटीना, पैकेजिंग और सिस्टम सह-अनुकूलन

रिपोर्ट एक महत्वपूर्ण निर्णय पर जोर देती है: FR3 की सफलता इस पर निर्भर करती है एंटीना और सिस्टम एकीकरण, व्यक्तिगत डिवाइस प्रदर्शन नहीं।

शीर्ष बाधा के रूप में एंटीना एकीकरण
मेटल फ़्रेम, बैक कवर, अंडर-डिस्प्ले समाधान
FR1/FR2/FR3 में एंटीना साझा करना आवश्यक हो जाता है
उभरती AiD (एंटीना-इन-डिस्प्ले) प्रौद्योगिकियाँ

कनेक्शन और प्रविष्टि हानि
एंटीना से एफईएम तक पथ हानि: 0.5-3 डीबी
पीए डिज़ाइन और सिस्टम पावर बजट पर सीधा प्रभाव पड़ता है

थर्मल प्रबंधन दबाव
पीए जंक्शन का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है
ऊष्मा अपव्यय एक सिस्टम-स्तरीय बाधा बन जाता है

आरएफ प्रणालियाँ शुद्ध सर्किट डिज़ाइन से संरचना, सामग्री और थर्मल गतिशीलता को शामिल करते हुए बहु-विषयक इंजीनियरिंग में विकसित हुई हैं।

अंतिम समाधान: विषम एकीकरण

इन चुनौतियों को हल करने के लिए, रिपोर्ट एकमात्र व्यवहार्य मार्ग के रूप में विषम एकीकरण की ओर इशारा करती है।

यह पूरे सिस्टम को फैलाता है:

• सक्रिय उपकरण: पीए, एलएनए, बीमफॉर्मर
• निष्क्रिय उपकरण: ध्वनिक फिल्टर, आईपीडी
• सामग्री प्लेटफ़ॉर्म: GaAs, GaN, CMOS, SiGe

प्रमुख उद्योग रुझान:

• GaN-on-Si: शक्ति और लागत को संतुलित करना
• सिंगल-चिप FEM: उच्च एकीकरण
• आईपीडी: उच्च-क्यू निष्क्रिय एकीकरण

FR3 केवल एक फ़्रीक्वेंसी बैंड मुद्दा नहीं है। यह सिस्टम-स्तरीय एकीकरण में पूर्ण पैमाने की क्रांति का प्रतिनिधित्व करता है।