Когато изчисленията доближават физическите граници на тактовата честота, ние се обръщаме към многоядрени архитектури. Когато комуникациите доближават физическите граници на скоростта на предаване, ние се обръщаме към многоантенни системи. Какви са предимствата, които са накарали учените и инженерите да изберат множество антени като основа за 5G и други безжични комуникации? Докато пространственото разнообразие е било първоначалната мотивация за добавяне на антени към базовите станции, в средата на 90-те години на миналия век е открито, че инсталирането на множество антени от страната на предавателя и/или приемателя отваря други възможности, които са били непредвидими при системи с единична антена. Нека сега опишем три основни техники в този контекст.
**Формиране на лъч**
Формирането на лъча е основната технология, на която е базиран физическият слой на 5G клетъчните мрежи. Съществуват два различни вида формиране на лъча:
Класическо формиране на лъча, известно още като Line-of-Sight (LoS) или физическо формиране на лъча
Обобщено формиране на лъча, известно още като нелинейно формиране на лъча (NLoS) или виртуално формиране на лъча
Идеята зад двата вида формиране на лъча е да се използват множество антени за подобряване на силата на сигнала към определен потребител, като същевременно се потискат сигналите от смущаващи източници. Като аналогия, цифровите филтри променят съдържанието на сигнала в честотната област в процес, наречен спектрално филтриране. По подобен начин формирането на лъча променя съдържанието на сигнала в пространствената област. Ето защо се нарича още пространствено филтриране.
Физическото формиране на лъча има дълга история в алгоритмите за обработка на сигнали за сонарни и радарни системи. То генерира действителни лъчи в пространството за предаване или приемане и по този начин е тясно свързано с ъгъла на пристигане (AoA) или ъгъла на отклонение (AoD) на сигнала. Подобно на начина, по който OFDM създава паралелни потоци в честотната област, класическото или физическото формиране на лъча създава паралелни лъчи в ъгловата област.
От друга страна, в най-простото си въплъщение, обобщеното или виртуално формиране на лъча означава предаване (или приемане) на едни и същи сигнали от всяка предавателна (или приемна) антена с подходящо фазиране и тегловни коефициенти на усилване, така че мощността на сигнала да е максимална към конкретен потребител. За разлика от физическото насочване на лъча в определена посока, предаването или приемането се случва във всички посоки, но ключът е конструктивното добавяне на множество копия на сигнала от приемащата страна, за да се смекчат ефектите на многопътно затихване.
**Пространствено мултиплексиране**
В режим на пространствено мултиплексиране, входният поток от данни се разделя на множество паралелни потока в пространствената област, като всеки поток се предава по различни Tx вериги. Стига пътищата на каналите да пристигат от достатъчно различни ъгли към Rx антените, почти без корелация, техниките за цифрова обработка на сигнали (DSP) могат да преобразуват безжичната среда в независими паралелни канали. Този MIMO режим е основният фактор за порядъчно увеличение на скоростта на предаване на данни на съвременните безжични системи, тъй като независима информация се предава едновременно от множество антени през една и съща честотна лента. Алгоритми за откриване, като ZF (zero forcing), разделят модулационните символи от смущенията на други антени.
Както е показано на фигурата, в WiFi MU-MIMO, множество потоци от данни се предават едновременно към множество потребители от множество предавателни антени.
**Пространствено-времево кодиране**
В този режим се използват специални схеми за кодиране по време и антени, в сравнение със системи с единична антена, за да се подобри разнообразието на приемания сигнал без загуба на скорост на данни в приемника. Пространствено-времевите кодове подобряват пространственото разнообразие без необходимост от оценка на канала в предавателя с множество антени.
Concept Microwave е професионален производител на 5G RF компоненти за антенни системи в Китай, включително RF нискочестотен филтър, високочестотен филтър, лентов филтър, режещ филтър/лентов стоп филтър, дуплексер, делител на мощност и насочен разклонител. Всички те могат да бъдат персонализирани според вашите изисквания.
Добре дошли в нашия уеб:www.concept-mw.comили ни пишете на:sales@concept-mw.com
Време на публикуване: 29 февруари 2024 г.