Kiedy obliczenia zbliżają się do fizycznych granic szybkości zegara, zwracamy się do architektur wielordzeniowych.Kiedy komunikacja zbliża się do fizycznych ograniczeń prędkości transmisji, zwracamy się w stronę systemów wieloantenowych.Jakie korzyści skłoniły naukowców i inżynierów do wyboru wielu anten jako podstawy sieci 5G i innej komunikacji bezprzewodowej?Chociaż początkową motywacją do dodawania anten w stacjach bazowych była różnorodność przestrzenna, w połowie lat 90. XX wieku odkryto, że zainstalowanie wielu anten po stronie Tx i/lub Rx otwiera inne możliwości, których nie można było przewidzieć w przypadku systemów z pojedynczą anteną.Opiszemy teraz w tym kontekście trzy główne techniki.
**Kształtowanie wiązki**
Beamforming to podstawowa technologia, na której opiera się warstwa fizyczna sieci komórkowych 5G.Istnieją dwa różne typy kształtowania wiązki:
Klasyczne kształtowanie wiązki, znane również jako kształtowanie wiązki fizycznej (LoS) lub fizyczne kształtowanie wiązki
Uogólnione kształtowanie wiązki, znane również jako kształtowanie wiązki poza linią wzroku (NLoS) lub wirtualne kształtowanie wiązki
Ideą obu typów kształtowania wiązki jest użycie wielu anten w celu zwiększenia siły sygnału w kierunku konkretnego użytkownika, przy jednoczesnym tłumieniu sygnałów ze źródeł zakłócających.Analogicznie, filtry cyfrowe zmieniają zawartość sygnału w dziedzinie częstotliwości w procesie zwanym filtrowaniem widmowym.W podobny sposób kształtowanie wiązki zmienia zawartość sygnału w domenie przestrzennej.Dlatego też nazywa się to filtrowaniem przestrzennym.
Fizyczne kształtowanie wiązki ma długą historię w algorytmach przetwarzania sygnałów dla systemów sonarowych i radarowych.Wytwarza rzeczywiste wiązki w przestrzeni do transmisji lub odbioru i dlatego jest ściśle powiązany z kątem nadejścia (AoA) lub kątem wyjścia (AoD) sygnału.Podobnie jak OFDM tworzy równoległe strumienie w dziedzinie częstotliwości, klasyczne lub fizyczne kształtowanie wiązki tworzy równoległe wiązki w domenie kątowej.
Z drugiej strony, w swojej najprostszej postaci, uogólnione lub wirtualne kształtowanie wiązki oznacza nadawanie (lub odbieranie) tych samych sygnałów z każdej anteny Tx (lub Rx) z odpowiednimi korektami fazowymi i wzmocnieniem, tak że moc sygnału jest maksymalizowana w stosunku do konkretnego użytkownika.W przeciwieństwie do fizycznego kierowania wiązką w określonym kierunku, transmisja lub odbiór odbywa się we wszystkich kierunkach, ale kluczem jest konstruktywne dodanie wielu kopii sygnału po stronie odbiorczej, aby złagodzić efekty zaniku wielościeżkowego.
**Multipleksowanie przestrzenne**
W trybie multipleksowania przestrzennego wejściowy strumień danych jest dzielony na wiele równoległych strumieni w domenie przestrzennej, przy czym każdy strumień jest następnie przesyłany przez różne łańcuchy Tx.Dopóki ścieżki kanałów docierają do anten Rx pod wystarczająco różnymi kątami i prawie bez korelacji, techniki cyfrowego przetwarzania sygnału (DSP) mogą przekształcić medium bezprzewodowe w niezależne kanały równoległe.Ten tryb MIMO był głównym czynnikiem wzrostu o rząd wielkości szybkości transmisji danych w nowoczesnych systemach bezprzewodowych, ponieważ niezależne informacje są jednocześnie przesyłane z wielu anten w tej samej szerokości pasma.Algorytmy detekcji, takie jak wymuszanie zera (ZF), oddzielają symbole modulacji od zakłóceń innych anten.
Jak pokazano na rysunku, w WiFi MU-MIMO wiele strumieni danych jest jednocześnie przesyłanych do wielu użytkowników z wielu anten nadawczych.
**Kodowanie czasoprzestrzenne**
W tym trybie stosowane są specjalne schematy kodowania 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 konieczności szacowania kanału w nadajniku z wieloma antenami.
Concept Microwave jest profesjonalnym producentem komponentów RF 5G do systemów antenowych w Chinach, w tym filtra dolnoprzepustowego RF, filtra górnoprzepustowego, filtra środkowoprzepustowego, filtra wycinającego/filtra zatrzymującego pasmo, dupleksera, dzielnika mocy i sprzęgacza kierunkowego.Wszystkie z nich można dostosować do własnych wymagań.
Witamy w naszej sieci:www.concept-mw.comlub napisz do nas na adres:sales@concept-mw.com
Czas publikacji: 29 lutego 2024 r