Когда вычисления приближаются к физическим пределам тактовой частоты, мы обращаемся к многоядерным архитектурам.Когда связь приближается к физическому пределу 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 разнесение было первоначальной мотивацией для добавления антенн на базовых станциях, в середине 1990-х годов было обнаружено, что установка нескольких антенн на стороне передачи и/или приема открывает другие возможности, которые были непредвидены при использовании систем с одной антенной.Давайте 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 формирования луча:
Классическое формирование луча, также известное как прямая видимость (LoS) или физическое формирование луча.
Обобщенное формирование луча, также известное как вне прямой видимости (NLoS) или виртуальное формирование луча.
Идея обоих типов формирования луча заключается в использовании нескольких антенн для повышения мощности сигнала в направлении конкретного пользователя, одновременно подавляя сигналы от мешающих источников.По аналогии, цифровые фильтры изменяют содержание сигнала в частотной области в процессе, называемом спектральной фильтрацией.Аналогичным образом формирование луча изменяет содержание сигнала в пространственной области.Вот почему его еще называют пространственной фильтрацией.
Физическое формирование луча имеет долгую историю в алгоритмах обработки сигналов для гидролокационных и радиолокационных систем.Он создает реальные лучи в космосе для передачи или приема и, таким образом, тесно связан с углом прихода (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 диаграммы направленности означает передачу (или прием) одних и 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 управления лучом в определенном направлении, передача или прием происходят во всех направлениях, но ключевым моментом является конструктивное добавление нескольких копий сигнала на приемной стороне для смягчения эффектов замирания из-за многолучевого распространения.
**Пространственное мультиплексирование**
В режиме пространственного мультиплексирования поток входных данных делится на несколько параллельных потоков в пространственной области, причем каждый поток затем передается по разным цепочкам передачи.Пока пути каналов приходят к приемным антеннам под достаточно разными углами, почти без корреляции, методы цифровой обработки сигналов (DSP) могут преобразовать беспроводную среду в независимые параллельные каналы.Этот режим MIMO стал основным фактором увеличения скорости передачи данных в современных беспроводных системах на порядок, поскольку независимая информация одновременно передается от нескольких антенн по одной и той же полосе пропускания.Алгоритмы обнаружения, такие как нулевая форсировка (ZF), отделяют символы модуляции от помех других антенн.
Как показано на рисунке, в Wi-Fi MU-MIMO несколько потоков данных одновременно передаются множеству пользователей с нескольких передающих антенн.
**Пространственно-временное кодирование**
В этом режиме используются специальные схемы кодирования по времени и антеннам по сравнению с системами с одной антенной, чтобы улучшить разнесение принимаемого сигнала без потери скорости передачи данных в приемнике.Пространственно-временные коды улучшают пространственное разнесение без необходимости оценки канала в передатчике с несколькими антеннами.
Компания Concept Microwave является профессиональным производителем радиочастотных компонентов 5G для антенных систем в Китае, включая радиочастотный фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, полосовой фильтр, режекторный/полосовой фильтр, дуплексер, делитель мощности и направленный ответвитель.Все они могут быть настроены в соответствии с вашими требованиями.
Добро пожаловать на нашу сеть:www.concept-mw.comили напишите нам по адресу:sales@concept-mw.com
Время публикации: 29 февраля 2024 г.