Когда вычисления приближаются к физическим пределам тактовой частоты, мы обращаемся к многоядерным архитектурам. Когда коммуникации приближаются к физическим пределам скорости передачи, мы обращаемся к многоантенным системам. Какие преимущества побудили ученых и инженеров выбрать несколько антенн в качестве основы для 5G и других беспроводных коммуникаций? Хотя пространственное разнообразие было первоначальной мотивацией для добавления антенн на базовых станциях, в середине 1990-х годов было обнаружено, что установка нескольких антенн на стороне Tx и/или Rx открывает другие возможности, которые были непредвиденными при использовании систем с одной антенной. Теперь опишем три основных метода в этом контексте.
**Формирование луча**
Beamforming — это основная технология, на которой основан физический уровень сотовых сетей 5G. Существует два различных типа beamforming:
Классическое формирование луча, также известное как формирование луча по линии прямой видимости (LoS) или физическое формирование луча
Обобщенное формирование луча, также известное как формирование луча вне зоны прямой видимости (NLoS) или виртуальное формирование луча
Идея обоих типов формирования луча заключается в использовании нескольких антенн для усиления мощности сигнала в направлении конкретного пользователя, одновременно подавляя сигналы от источников помех. По аналогии, цифровые фильтры изменяют содержимое сигнала в частотной области в процессе, называемом спектральной фильтрацией. Аналогичным образом формирование луча изменяет содержимое сигнала в пространственной области. Вот почему его также называют пространственной фильтрацией.
Физическое формирование луча имеет долгую историю в алгоритмах обработки сигналов для гидролокационных и радиолокационных систем. Оно создает реальные лучи в пространстве для передачи или приема и, таким образом, тесно связано с углом прибытия (AoA) или углом отправления (AoD) сигнала. Подобно тому, как OFDM создает параллельные потоки в частотной области, классическое или физическое формирование луча создает параллельные лучи в угловой области.
С другой стороны, в своем простейшем воплощении обобщенное или виртуальное формирование луча означает передачу (или прием) тех же сигналов от каждой антенны Tx (или Rx) с соответствующей фазировкой и коэффициентами усиления, так что мощность сигнала максимизируется в направлении конкретного пользователя. В отличие от физического направления луча в определенном направлении, передача или прием происходят во всех направлениях, но ключ заключается в конструктивном добавлении нескольких копий сигнала на стороне приема для смягчения эффектов многолучевого замирания.
**Пространственное мультиплексирование**
В режиме пространственного мультиплексирования входной поток данных разделяется на несколько параллельных потоков в пространственной области, причем каждый поток затем передается по разным цепям Tx. Пока пути каналов поступают с достаточно разных углов на антенны Rx, практически без корреляции, методы цифровой обработки сигналов (DSP) могут преобразовывать беспроводную среду в независимые параллельные каналы. Этот режим MIMO стал основным фактором для увеличения на порядок скорости передачи данных современных беспроводных систем, поскольку независимая информация одновременно передается с нескольких антенн по той же полосе пропускания. Алгоритмы обнаружения, такие как форсирование нуля (ZF), отделяют символы модуляции от помех других антенн.
Как показано на рисунке, в WiFi MU-MIMO несколько потоков данных одновременно передаются нескольким пользователям с нескольких передающих антенн.
**Пространственно-временное кодирование**
В этом режиме специальные схемы кодирования используются по времени и антеннам по сравнению с системами с одной антенной, чтобы улучшить разнесение принимаемого сигнала без потери скорости передачи данных на приемнике. Пространственно-временные коды улучшают пространственное разнесение без необходимости оценки канала на передатчике с несколькими антеннами.
Concept Microwave является профессиональным производителем 5G RF компонентов для антенных систем в Китае, включая RF фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, полосовой фильтр, режекторный фильтр/полосовой заграждающий фильтр, дуплексер, делитель мощности и направленный ответвитель. Все они могут быть настроены в соответствии с вашими требованиями.
Добро пожаловать на наш сайт:www.concept-mw.comили напишите нам по адресу:sales@concept-mw.com
Время публикации: 29-02-2024