Gdy obliczenia zbliżają się do fizycznych granic szybkości zegara, zwracamy się ku architekturze wielordzeniowej. Gdy komunikacja zbliża się do fizycznych granic szybkości transmisji, zwracamy się ku systemom wieloantenowym. Jakie korzyści skłoniły naukowców i inżynierów do wybrania wielu anten jako podstawy dla 5G i innych bezprzewodowych środków komunikacji? Podczas gdy różnorodność przestrzenna była początkową motywacją do dodawania anten na stacjach bazowych, w połowie lat 90. odkryto, że instalowanie wielu anten po stronie Tx i/lub Rx otwiera inne możliwości, których nie można było przewidzieć w przypadku systemów z pojedynczą anteną. Opiszmy teraz trzy główne techniki w tym kontekście.
**Formowanie wiązki**
Beamforming to podstawowa technologia, na której opiera się warstwa fizyczna sieci komórkowych 5G. Istnieją dwa różne typy beamformingu:
Klasyczne formowanie wiązki, znane również jako formowanie wiązki w linii wzroku (LoS) lub fizyczne formowanie wiązki
Uogólnione formowanie wiązki, znane również jako formowanie wiązki bez widoczności (NLoS) lub wirtualne formowanie wiązki
Pomysłem stojącym za obydwoma typami formowania wiązki jest wykorzystanie wielu anten w celu wzmocnienia siły sygnału w kierunku konkretnego użytkownika, przy jednoczesnym tłumieniu sygnałów ze źródeł zakłócających. Analogicznie, filtry cyfrowe zmieniają zawartość sygnału w domenie częstotliwości w procesie zwanym filtrowaniem widmowym. W podobny sposób formowanie wiązki zmienia zawartość sygnału w domenie przestrzennej. Dlatego też nazywa się to również filtrowaniem przestrzennym.
Fizyczne formowanie wiązki ma długą historię w algorytmach przetwarzania sygnałów dla systemów sonarowych i radarowych. Tworzy rzeczywiste wiązki w przestrzeni do transmisji lub odbioru i jest zatem ściśle powiązane z kątem przybycia (AoA) lub kątem odejścia (AoD) sygnału. Podobnie jak OFDM tworzy równoległe strumienie w domenie częstotliwości, klasyczne lub fizyczne formowanie wiązki tworzy równoległe wiązki w domenie kątowej.
Z drugiej strony, w najprostszej wersji, uogólnione lub wirtualne formowanie wiązki oznacza przesyłanie (lub odbieranie) tych samych sygnałów z każdej anteny Tx (lub Rx) z odpowiednim fazowaniem i ważeniem wzmocnienia, tak aby moc sygnału była maksymalizowana w kierunku konkretnego użytkownika. W przeciwieństwie do fizycznego kierowania wiązki w określonym kierunku, transmisja lub odbiór odbywa się we wszystkich kierunkach, ale kluczem jest konstruktywne dodawanie wielu kopii sygnału po stronie odbiorczej w celu złagodzenia efektów zaniku wielodrożności.
**Multipleksowanie przestrzenne**
W trybie multipleksowania przestrzennego strumień danych wejściowych jest dzielony na wiele równoległych strumieni w domenie przestrzennej, a każdy strumień jest następnie przesyłany przez różne łańcuchy Tx. O ile ścieżki kanału docierają z wystarczająco różnych kątów do anten Rx, niemal bez korelacji, techniki cyfrowego przetwarzania sygnału (DSP) mogą przekształcić medium bezprzewodowe w niezależne kanały równoległe. Ten tryb MIMO był głównym czynnikiem wzrostu rzędu wielkości szybkości transmisji danych nowoczesnych systemów bezprzewodowych, ponieważ niezależne informacje są jednocześnie przesyłane z wielu anten przez tę samą szerokość pasma. Algorytmy wykrywania, takie jak wymuszanie zera (ZF), oddzielają symbole modulacji od zakłóceń innych anten.
Jak pokazano na rysunku, w technologii WiFi MU-MIMO wiele strumieni danych jest równocześnie przesyłanych do wielu użytkowników za pośrednictwem wielu anten nadawczych.
**Kodowanie czasoprzestrzenne**
W tym trybie specjalne schematy kodowania są stosowane w czasie i antenach w porównaniu do systemów z pojedynczą anteną, aby zwiększyć różnorodność odbieranego sygnału bez utraty szybkości transmisji danych w odbiorniku. Kody czasoprzestrzenne zwiększają różnorodność przestrzenną bez potrzeby szacowania kanału w nadajniku z wieloma antenami.
Concept Microwave to profesjonalny producent komponentów 5G RF dla systemów antenowych w Chinach, w tym filtr dolnoprzepustowy RF, filtr górnoprzepustowy, filtr pasmowy, filtr wycinający/filtr zatrzymujący pasmo, duplekser, dzielnik mocy i sprzęgacz kierunkowy. Wszystkie z nich mogą być dostosowane do Twoich wymagań.
Witamy na naszej stronie:www.concept-mw.comlub napisz do nas na adres:sales@concept-mw.com
Czas publikacji: 29-02-2024