เหตุใดจึงมีการรวมความถี่ที่แตกต่างกันสำหรับเสาอากาศรวม?

เมื่อสิบปีที่แล้ว สมาร์ทโฟนมักรองรับมาตรฐานเพียงไม่กี่มาตรฐานที่ทำงานในย่านความถี่ GSM สี่แถบ และอาจเป็นมาตรฐาน WCDMA หรือ CDMA2000 เพียงไม่กี่มาตรฐาน เนื่องจากมีคลื่นความถี่ให้เลือกน้อย จึงทำให้โทรศัพท์ GSM แบบ “ควอดแบนด์” บรรลุระดับความสม่ำเสมอในระดับหนึ่งได้ ซึ่งใช้คลื่นความถี่ 850/900/1800/1900 MHz และสามารถใช้งานได้ทุกที่ในโลก (คือ ค่อนข้างมาก)
นี่เป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับนักเดินทางและทำให้เกิดการประหยัดจากขนาดอย่างมากสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ที่ต้องการเปิดตัวเพียงไม่กี่รุ่น (หรืออาจเป็นเพียงรุ่นเดียว) สำหรับตลาดโลกทั้งหมด ก้าวไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วจนถึงทุกวันนี้ GSM ยังคงเป็นเทคโนโลยีการเข้าถึงไร้สายเพียงชนิดเดียวที่ให้บริการโรมมิ่งทั่วโลก อย่างไรก็ตาม หากคุณไม่รู้ GSM ก็กำลังค่อยๆ ยุติการใช้งานลง
สมาร์ทโฟนใดๆ ที่คู่ควรกับชื่อนี้จะต้องรองรับการเข้าถึง 4G, 3G และ 2G โดยมีข้อกำหนดอินเทอร์เฟซ RF ที่แตกต่างกันในแง่ของแบนด์วิธ กำลังส่ง ความไวของตัวรับสัญญาณ และพารามิเตอร์อื่นๆ อีกมากมาย
นอกจากนี้ เนื่องจากความพร้อมใช้งานของคลื่นความถี่ทั่วโลกที่กระจัดกระจาย มาตรฐาน 4G จึงครอบคลุมคลื่นความถี่จำนวนมาก ดังนั้นผู้ให้บริการจึงสามารถใช้งานได้กับความถี่ใดๆ ที่มีอยู่ในพื้นที่ที่กำหนด ซึ่งปัจจุบันมีทั้งหมด 50 แบนด์ เช่นเดียวกับในกรณีของมาตรฐาน LTE1 “โทรศัพท์โลก” ที่แท้จริงจะต้องทำงานในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ทั้งหมด
ปัญหาสำคัญที่วิทยุเซลลูล่าร์ต้องแก้ไขคือ "การสื่อสารแบบดูเพล็กซ์" เมื่อเราพูด เราก็ฟังไปพร้อมๆ กัน ระบบวิทยุในยุคแรกๆ มีการใช้ push-to-talk (บางระบบยังคงใช้อยู่) แต่เมื่อเราคุยโทรศัพท์ เราคาดหวังให้อีกฝ่ายมารบกวนเรา อุปกรณ์เซลลูล่าร์รุ่นแรก (แอนะล็อก) ใช้ "ตัวกรองดูเพล็กซ์" (หรือตัวดูเพล็กซ์) เพื่อรับดาวน์ลิงก์โดยไม่ "มึนงง" โดยการส่งอัปลิงก์บนความถี่ที่แตกต่างกัน
การทำให้ตัวกรองเหล่านี้มีขนาดเล็กลงและราคาถูกกว่าถือเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับผู้ผลิตโทรศัพท์ยุคแรกๆ เมื่อมีการเปิดตัว GSM โปรโตคอลได้รับการออกแบบเพื่อให้ตัวรับส่งสัญญาณสามารถทำงานใน "โหมดฮาล์ฟดูเพล็กซ์"
นี่เป็นวิธีที่ชาญฉลาดมากในการกำจัดตัวพิมพ์สองด้าน และเป็นปัจจัยสำคัญในการช่วยให้ GSM กลายเป็นเทคโนโลยีกระแสหลักที่มีต้นทุนต่ำซึ่งสามารถครอบงำอุตสาหกรรมได้ (และเปลี่ยนแปลงวิธีการสื่อสารของผู้คนในกระบวนการนี้)
โทรศัพท์ Essential จาก Andy Rubin ผู้ประดิษฐ์ระบบปฏิบัติการ Android มีคุณสมบัติการเชื่อมต่อล่าสุด รวมถึง Bluetooth 5.0LE, GSM/LTE ต่างๆ และเสาอากาศ Wi-Fi ที่ซ่อนอยู่ในกรอบไทเทเนียม
น่าเสียดายที่บทเรียนที่ได้รับจากการแก้ปัญหาทางเทคนิคถูกลืมไปอย่างรวดเร็วในสงครามเทคโนโลยีและการเมืองในยุคแรก ๆ ของ 3G และรูปแบบที่โดดเด่นของการแบ่งความถี่แบบดูเพล็กซ์ (FDD) ในปัจจุบันต้องใช้ตัวดูเพล็กซ์สำหรับแต่ละแบนด์ FDD ที่ใช้งานอยู่ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าความเจริญของ LTE มาพร้อมกับปัจจัยด้านต้นทุนที่เพิ่มขึ้น
แม้ว่าบางแบนด์จะสามารถใช้ Time Division Duplex หรือ TDD (ซึ่งวิทยุจะสลับระหว่างการส่งและรับอย่างรวดเร็ว) แต่ก็มีแบนด์เหล่านี้น้อยกว่า ผู้ให้บริการส่วนใหญ่ (ยกเว้นชาวเอเชียเป็นหลัก) ชอบช่วง FDD ซึ่งมีมากกว่า 30 รายการ
มรดกของสเปกตรัม TDD และ FDD ความยากลำบากในการปล่อยคลื่นความถี่ระดับโลกอย่างแท้จริง และการมาถึงของ 5G ที่มีคลื่นความถี่มากขึ้น ทำให้ปัญหาดูเพล็กซ์ซับซ้อนยิ่งขึ้น วิธีการที่มีแนวโน้มดีภายใต้การตรวจสอบ ได้แก่ การออกแบบที่ใช้ตัวกรองแบบใหม่ และความสามารถในการกำจัดการแทรกแซงตนเอง
อย่างหลังยังนำมาซึ่งความเป็นไปได้ที่ค่อนข้างมีแนวโน้มของดูเพล็กซ์แบบ "ไร้ส่วน" (หรือ "ฟูลดูเพล็กซ์ในแบนด์") ในอนาคตของการสื่อสารเคลื่อนที่ 5G เราอาจต้องพิจารณาไม่เพียงแต่ FDD และ TDD เท่านั้น แต่ยังรวมถึงดูเพล็กซ์ที่ยืดหยุ่นโดยอาศัยเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Aalborg ในเดนมาร์กได้พัฒนาสถาปัตยกรรม "Smart Antenna Front End" (SAFE)2-3 ที่ใช้ (ดูภาพประกอบในหน้า 18) เสาอากาศแยกกันสำหรับการส่งสัญญาณและการรับ และรวมเสาอากาศเหล่านี้เข้ากับ (ประสิทธิภาพต่ำ) ร่วมกับการปรับแต่งได้ การกรองเพื่อให้ได้การแยกการส่งและการรับที่ต้องการ
แม้ว่าประสิทธิภาพจะน่าประทับใจ แต่ความต้องการเสาอากาศสองตัวก็เป็นข้อเสียเปรียบอย่างมาก เมื่อโทรศัพท์บางลงและเพรียวบางมากขึ้น พื้นที่ว่างสำหรับเสาอากาศก็เล็กลงเรื่อยๆ
อุปกรณ์เคลื่อนที่ยังต้องการเสาอากาศหลายตัวสำหรับการทำมัลติเพล็กซ์เชิงพื้นที่ (MIMO) โทรศัพท์มือถือที่มีสถาปัตยกรรม SAFE และรองรับ 2×2 MIMO ต้องการเสาอากาศเพียงสี่เสาเท่านั้น นอกจากนี้ ช่วงการปรับจูนของตัวกรองและเสาอากาศเหล่านี้ยังมีจำกัด
ดังนั้นโทรศัพท์มือถือทั่วโลกจะต้องจำลองสถาปัตยกรรมอินเทอร์เฟซนี้เพื่อให้ครอบคลุมคลื่นความถี่ LTE ทั้งหมด (450 MHz ถึง 3600 MHz) ซึ่งจะต้องใช้เสาอากาศมากขึ้น เครื่องรับเสาอากาศมากขึ้น และตัวกรองมากขึ้น ซึ่งนำเรากลับไปสู่คำถามที่พบบ่อย คำถามเกี่ยวกับ การทำงานแบบหลายแบนด์เนื่องจากการทำซ้ำส่วนประกอบ
แม้ว่าจะสามารถติดตั้งเสาอากาศในแท็บเล็ตหรือแล็ปท็อปได้มากขึ้น แต่จำเป็นต้องมีความก้าวหน้าเพิ่มเติมในการปรับแต่งและ/หรือการย่อขนาดเพื่อให้เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับสมาร์ทโฟน
ดูเพล็กซ์ที่สมดุลทางไฟฟ้าถูกนำมาใช้ตั้งแต่ยุคแรกๆ ของการโทรศัพท์ผ่านสายโทรศัพท์17 ในระบบโทรศัพท์ ไมโครโฟนและหูฟังจะต้องเชื่อมต่อกับสายโทรศัพท์ แต่แยกออกจากกัน เพื่อให้เสียงของผู้ใช้ไม่ทำให้สัญญาณเสียงขาเข้าที่อ่อนลง สิ่งนี้ทำได้สำเร็จโดยใช้หม้อแปลงไฮบริดก่อนการถือกำเนิดของโทรศัพท์อิเล็กทรอนิกส์
วงจรดูเพล็กซ์ที่แสดงในภาพด้านล่างใช้ตัวต้านทานที่มีค่าเท่ากันเพื่อให้ตรงกับอิมพีแดนซ์ของสายส่ง เพื่อให้กระแสไฟฟ้าจากไมโครโฟนแยกออกเมื่อเข้าสู่หม้อแปลงและไหลในทิศทางตรงกันข้ามผ่านขดลวดปฐมภูมิ ฟลักซ์แม่เหล็กจะถูกตัดออกอย่างมีประสิทธิภาพ และไม่มีกระแสเหนี่ยวนำในคอยล์ทุติยภูมิ ดังนั้นคอยล์ทุติยภูมิจึงถูกแยกออกจากไมโครโฟน
อย่างไรก็ตาม สัญญาณจากไมโครโฟนยังคงไปที่สายโทรศัพท์ (แม้ว่าจะขาดหายไปบ้าง) และสัญญาณขาเข้าบนสายโทรศัพท์ยังคงไปที่ลำโพง (และมีการสูญเสียบ้าง) ทำให้สามารถสื่อสารสองทางบนสายโทรศัพท์เดียวกันได้ . - ลวดโลหะ.
เครื่องดูเพล็กซ์แบบสมดุลด้วยคลื่นวิทยุจะคล้ายกับเครื่องดูเพล็กซ์แบบโทรศัพท์ แต่แทนที่จะใช้ไมโครโฟน โทรศัพท์มือถือ และสายโทรศัพท์ กลับใช้เครื่องส่ง เครื่องรับ และเสาอากาศ ตามลำดับ ดังแสดงในรูปที่ B
วิธีที่สามในการแยกเครื่องส่งสัญญาณออกจากเครื่องรับคือ กำจัดการรบกวนตัวเอง (SI) ซึ่งจะลบสัญญาณที่ส่งออกจากสัญญาณที่ได้รับ เทคนิคการติดขัดถูกนำมาใช้ในเรดาร์และการแพร่ภาพกระจายเสียงมานานหลายทศวรรษ
ตัวอย่างเช่น ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 Plessy พัฒนาและทำการตลาดผลิตภัณฑ์ที่ใช้การชดเชย SI ที่เรียกว่า "Groundsat" เพื่อขยายช่วงของเครือข่ายการสื่อสารทางทหาร FM แบบอะนาล็อกฮาล์ฟดูเพล็กซ์4-5
ระบบทำหน้าที่เป็นตัวทำซ้ำช่องสัญญาณเดี่ยวฟูลดูเพล็กซ์ ซึ่งขยายช่วงที่มีประสิทธิภาพของวิทยุฮาล์ฟดูเพล็กซ์ที่ใช้ทั่วทั้งพื้นที่ทำงาน
มีความสนใจเมื่อเร็วๆ นี้ในการปราบปรามการรบกวนตนเอง สาเหตุหลักมาจากแนวโน้มของการสื่อสารระยะสั้น (โทรศัพท์มือถือและ Wi-Fi) ซึ่งทำให้ปัญหาการปราบปราม SI จัดการได้ง่ายขึ้นเนื่องจากกำลังส่งที่ต่ำกว่าและการรับพลังงานที่สูงขึ้นสำหรับการใช้งานของผู้บริโภค . การเข้าถึงแบบไร้สายและแอปพลิเคชัน Backhaul 6-8
iPhone ของ Apple (ด้วยความช่วยเหลือจาก Qualcomm) มีความสามารถด้านไร้สายและ LTE ที่ดีที่สุดในโลก โดยรองรับ 16 แบนด์ LTE บนชิปตัวเดียว ซึ่งหมายความว่าจะต้องมีการผลิต SKU เพียงสองรายการเท่านั้นเพื่อให้ครอบคลุมตลาด GSM และ CDMA
ในแอปพลิเคชันดูเพล็กซ์ที่ไม่มีการแบ่งปันสัญญาณรบกวน การปราบปรามการรบกวนในตัวเองสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของสเปกตรัมได้โดยการอนุญาตให้อัปลิงค์และดาวน์ลิงค์แบ่งปันทรัพยากรสเปกตรัมเดียวกัน9,10 เทคนิคการปราบปรามการรบกวนตัวเองยังสามารถใช้เพื่อสร้างดูเพล็กซ์เซอร์แบบกำหนดเองสำหรับ FDD
การยกเลิกมักประกอบด้วยหลายขั้นตอน เครือข่ายทิศทางระหว่างเสาอากาศและเครื่องรับส่งสัญญาณให้ระดับแรกของการแยกระหว่างสัญญาณที่ส่งและรับ ประการที่สอง มีการใช้การประมวลผลสัญญาณอะนาล็อกและดิจิตอลเพิ่มเติมเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนภายในที่หลงเหลืออยู่ในสัญญาณที่ได้รับ ขั้นแรกอาจใช้เสาอากาศแยกต่างหาก (เช่นใน SAFE) หม้อแปลงไฮบริด (อธิบายไว้ด้านล่าง)
มีการอธิบายปัญหาของเสาอากาศเดี่ยวแล้ว โดยทั่วไปแล้ววงจรหมุนเวียนจะเป็นแถบความถี่แคบเนื่องจากใช้การสั่นพ้องของเฟอร์โรแมกเนติกในคริสตัล เทคโนโลยีไฮบริดนี้หรือการแยกสมดุลทางไฟฟ้า (EBI) เป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพซึ่งสามารถรวมบรอดแบนด์และอาจรวมเข้ากับชิปได้
ดังแสดงในรูปด้านล่าง การออกแบบส่วนหน้าของเสาอากาศอัจฉริยะใช้เสาอากาศแบบแถบความถี่แคบ 2 อัน เสาอากาศหนึ่งสำหรับส่งและอีกอันสำหรับรับ และตัวกรองดูเพล็กซ์ที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าแต่ปรับได้อีกคู่หนึ่ง เสาอากาศแต่ละเสาไม่เพียงแต่ให้การแยกสัญญาณแบบพาสซีฟบางส่วนโดยสูญเสียการสูญเสียการแพร่กระจายระหว่างเสาอากาศเหล่านั้นเท่านั้น แต่ยังมีแบนด์วิดท์ทันทีที่จำกัด (แต่สามารถปรับได้)
เสาอากาศส่งสัญญาณจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในย่านความถี่ที่ส่งเท่านั้น และเสาอากาศรับสัญญาณจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพเฉพาะในย่านความถี่รับเท่านั้น ในกรณีนี้ เสาอากาศเองก็ทำหน้าที่เป็นตัวกรองเช่นกัน: การปล่อย Tx นอกย่านความถี่จะถูกลดทอนลงโดยเสาอากาศส่งสัญญาณ และการรบกวนตัวเองในย่านความถี่ Tx จะถูกลดทอนลงโดยเสาอากาศรับสัญญาณ
ดังนั้น สถาปัตยกรรมจึงต้องปรับเสาอากาศได้ ซึ่งทำได้โดยใช้เครือข่ายปรับจูนเสาอากาศ มีการสูญเสียการแทรกบางอย่างที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในเครือข่ายการปรับเสาอากาศ อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าล่าสุดในตัวเก็บประจุแบบปรับได้ MEMS18 ได้ปรับปรุงคุณภาพของอุปกรณ์เหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ จึงช่วยลดการสูญเสียได้ การสูญเสียการแทรก Rx อยู่ที่ประมาณ 3 dB ซึ่งเทียบได้กับการสูญเสียรวมของตัวดูเพล็กซ์เซอร์และสวิตช์ SAW
จากนั้นการแยกตามเสาอากาศจะเสริมด้วยตัวกรองแบบปรับได้ ซึ่งใช้ตัวเก็บประจุแบบปรับได้ MEM3 เช่นกัน เพื่อให้เกิดการแยก 25 dB จากเสาอากาศและการแยก 25 dB จากตัวกรอง ต้นแบบได้แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้สามารถทำได้
กลุ่มวิจัยหลายกลุ่มในแวดวงวิชาการและอุตสาหกรรมกำลังสำรวจการใช้ระบบไฮบริดสำหรับการพิมพ์สองด้าน11–16 แผนการเหล่านี้กำจัด SI ออกไปโดยยอมให้มีการส่งและรับพร้อมกันจากเสาอากาศเดี่ยว แต่แยกตัวส่งและตัวรับออก มีลักษณะเป็นบรอดแบนด์และสามารถนำไปใช้บนชิปได้ ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการส่งสองความถี่ในอุปกรณ์เคลื่อนที่
ความก้าวหน้าล่าสุดได้แสดงให้เห็นว่าตัวรับส่งสัญญาณ FDD ที่ใช้ EBI สามารถผลิตได้จาก CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) โดยมีการสูญเสียการแทรก รูปสัญญาณรบกวน ความเป็นเส้นตรงของตัวรับ และคุณลักษณะการระงับการบล็อกที่เหมาะสำหรับการใช้งานบนมือถือ อย่างไรก็ตาม ดังตัวอย่างมากมายในวรรณกรรมทางวิชาการและวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็น มีข้อจำกัดพื้นฐานที่ส่งผลต่อการแยกดูเพล็กซ์
อิมพีแดนซ์ของเสาอากาศวิทยุไม่คงที่ แต่จะแตกต่างกันไปตามความถี่ในการทำงาน (เนื่องจากการสั่นพ้องของเสาอากาศ) และเวลา (เนื่องจากการโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง) ซึ่งหมายความว่าอิมพีแดนซ์ที่สมดุลจะต้องปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์ในการติดตาม และแบนด์วิธการแยกส่วนจะถูกจำกัดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในโดเมนความถี่ (ดูรูปที่ 1)
งานของเราที่ University of Bristol มุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบและแก้ไขข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพเหล่านี้เพื่อแสดงให้เห็นว่าการแยกส่ง/รับและปริมาณงานที่จำเป็นสามารถทำได้ในกรณีการใช้งานจริง
เพื่อเอาชนะความผันผวนของความต้านทานของเสาอากาศ (ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการแยกตัว) อัลกอริธึมแบบปรับได้ของเราจะติดตามความต้านทานของเสาอากาศแบบเรียลไทม์ และการทดสอบแสดงให้เห็นว่าสามารถรักษาประสิทธิภาพได้ในสภาพแวดล้อมไดนามิกที่หลากหลาย รวมถึงการโต้ตอบของผู้ใช้เอง ถนนและทางรถไฟความเร็วสูง การท่องเที่ยว.
นอกจากนี้ เพื่อเอาชนะการจับคู่เสาอากาศที่จำกัดในโดเมนความถี่ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแบนด์วิธและการแยกโดยรวม เราจึงรวมดูเพล็กซ์เซอร์ที่มีความสมดุลทางไฟฟ้าเข้ากับการระงับ SI ที่ใช้งานเพิ่มเติม โดยใช้เครื่องส่งสัญญาณตัวที่สองเพื่อสร้างสัญญาณระงับเพื่อปราบปรามการรบกวนตัวเองเพิ่มเติม (ดูรูปที่ 2)
ผลลัพธ์จากการทดสอบของเราน่ายินดี: เมื่อรวมกับ EBD เทคโนโลยีแบบแอคทีฟสามารถปรับปรุงการแยกการส่งและรับได้อย่างมาก ดังแสดงในรูปที่ 3
การตั้งค่าห้องปฏิบัติการขั้นสุดท้ายของเราใช้ส่วนประกอบอุปกรณ์เคลื่อนที่ราคาประหยัด (เครื่องขยายสัญญาณและเสาอากาศโทรศัพท์มือถือ) ทำให้เป็นตัวแทนของการใช้งานโทรศัพท์มือถือ นอกจากนี้ การวัดของเรายังแสดงให้เห็นว่าการปฏิเสธการรบกวนตัวเองแบบสองขั้นตอนนี้สามารถให้การแยกดูเพล็กซ์ที่จำเป็นในย่านความถี่อัปลิงค์และดาวน์ลิงก์ แม้ว่าจะใช้อุปกรณ์เกรดเชิงพาณิชย์ราคาประหยัดก็ตาม
ความแรงของสัญญาณที่อุปกรณ์เซลลูลาร์ได้รับในช่วงสูงสุดจะต้องต่ำกว่าความแรงของสัญญาณที่ส่ง 12 ลำดับ ใน Time Division Duplex (TDD) วงจรดูเพล็กซ์เป็นเพียงสวิตช์ที่เชื่อมต่อเสาอากาศกับเครื่องส่งหรือเครื่องรับ ดังนั้นตัวดูเพล็กซ์ใน TDD จึงเป็นสวิตช์ธรรมดา ใน FDD ตัวส่งและตัวรับทำงานพร้อมกัน และอุปกรณ์ดูเพล็กซ์ใช้ตัวกรองเพื่อแยกตัวรับออกจากสัญญาณแรงของตัวส่งสัญญาณ
ตัวดูเพล็กซ์เซอร์ในส่วนหน้า FDD ของเซลลูลาร์ให้การแยก >~50 dB ในแบนด์อัปลิงก์เพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลดเครื่องรับด้วยสัญญาณ Tx และการแยก >~50 dB ในแบนด์ดาวน์ลิงก์เพื่อป้องกันการส่งนอกแบนด์ ลดความไวของตัวรับสัญญาณ ในย่านความถี่ Rx ความสูญเสียในเส้นทางการส่งและรับมีน้อยมาก
ข้อกำหนดการสูญเสียต่ำและการแยกสูงเหล่านี้ โดยที่ความถี่ถูกคั่นด้วยเปอร์เซ็นต์เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ จำเป็นต้องมีการกรอง Q สูง ซึ่งจนถึงขณะนี้สามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์คลื่นเสียงพื้นผิว (SAW) หรือคลื่นเสียงร่างกาย (BAW) เท่านั้น
ในขณะที่เทคโนโลยียังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยมีความก้าวหน้าอย่างมากเนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์จำนวนมาก การทำงานแบบหลายแบนด์หมายถึงตัวกรองดูเพล็กซ์นอกชิปที่แยกจากกันสำหรับแต่ละแบนด์ ดังแสดงในรูปที่ A สวิตช์และเราเตอร์ทั้งหมดยังเพิ่มฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติมด้วย บทลงโทษด้านประสิทธิภาพและการแลกเปลี่ยน
โทรศัพท์ระดับโลกราคาไม่แพงที่ใช้เทคโนโลยีปัจจุบันนั้นผลิตได้ยากเกินไป สถาปัตยกรรมวิทยุที่ได้จะมีขนาดใหญ่มาก สูญเสีย และมีราคาแพง ผู้ผลิตต้องสร้างผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายสำหรับการผสมผสานแบนด์ต่างๆ ที่จำเป็นในภูมิภาคต่างๆ ทำให้การโรมมิ่ง LTE ทั่วโลกแบบไม่จำกัดทำได้ยาก การประหยัดจากขนาดที่นำไปสู่การครอบงำของ GSM กำลังกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นที่จะบรรลุผล
ความต้องการบริการมือถือความเร็วสูงที่มีข้อมูลเพิ่มขึ้นส่งผลให้มีการติดตั้งเครือข่ายมือถือ 4G บนคลื่นความถี่ 50 ย่าน และจะมีคลื่นความถี่เพิ่มมากขึ้นอีกเมื่อ 5G ได้รับการกำหนดและใช้งานอย่างแพร่หลาย เนื่องจากความซับซ้อนของอินเทอร์เฟซ RF จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะครอบคลุมทั้งหมดนี้ในอุปกรณ์เครื่องเดียวโดยใช้เทคโนโลยีที่ใช้ตัวกรองในปัจจุบัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวงจร RF ที่ปรับแต่งและกำหนดค่าใหม่ได้
ตามหลักการแล้ว จำเป็นต้องมีแนวทางใหม่ในการแก้ปัญหาดูเพล็กซ์ อาจขึ้นอยู่กับตัวกรองที่ปรับได้หรือการปราบปรามการรบกวนในตัวเอง หรือทั้งสองอย่างรวมกัน
แม้ว่าเราจะยังไม่มีแนวทางเดียวที่ตอบสนองความต้องการมากมายในด้านต้นทุน ขนาด ประสิทธิภาพ และประสิทธิภาพ บางทีชิ้นส่วนของปริศนาอาจมารวมกันและอยู่ในกระเป๋าของคุณในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
เทคโนโลยีเช่น EBD ที่มีการระงับ SI สามารถเปิดความเป็นไปได้ในการใช้ความถี่เดียวกันในทั้งสองทิศทางพร้อมกัน ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของสเปกตรัมได้อย่างมาก