Коли обчислення наближаються до фізичних меж тактової частоти, ми звертаємося до багатоядерних архітектур. Коли зв'язок наближається до фізичних меж швидкості передачі, ми звертаємося до багатоантенних систем. Які переваги спонукали вчених та інженерів обрати кілька антен як основу для 5G та інших бездротових комунікацій? Хоча просторове рознесення було початковою мотивацією для додавання антен на базових станціях, у середині 1990-х років було виявлено, що встановлення кількох антен на стороні передавальної та/або приймальної передачі відкриває інші можливості, які були непередбачуваними для систем з однією антеною. Давайте тепер опишемо три основні методи в цьому контексті.
**Формування променя**
Формування променя (Beamforming) – це основна технологія, на якій базується фізичний рівень стільникових мереж 5G. Існує два різних типи формування променя:
Класичне формування променя, також відоме як формування прямої видимості (LoS) або фізичне формування променя
Узагальнене формування променя, також відоме як формування променя без прямої видимості (NLoS) або віртуальне формування променя
Ідея обох типів формування променя полягає у використанні кількох антен для посилення сигналу, спрямованого до певного користувача, одночасно пригнічуючи сигнали від джерел перешкод. Як аналогія, цифрові фільтри змінюють вміст сигналу в частотній області в процесі, який називається спектральною фільтрацією. Подібним чином, формування променя змінює вміст сигналу в просторовій області. Ось чому його також називають просторовою фільтрацією.
Фізичне формування променя має довгу історію в алгоритмах обробки сигналів для гідролокаційних та радіолокаційних систем. Воно створює фактичні промені в просторі для передачі або прийому і, таким чином, тісно пов'язане з кутом приходу (AoA) або кутом відходу (AoD) сигналу. Подібно до того, як OFDM створює паралельні потоки в частотній області, класичне або фізичне формування променя створює паралельні промені в кутовій області.
З іншого боку, у своєму найпростішому втіленні, узагальнене або віртуальне формування променя означає передачу (або прийом) однакових сигналів від кожної передавальної (або приймальної) антени з відповідним фазуванням та зважуванням коефіцієнтів посилення, щоб потужність сигналу була максимально спрямована до конкретного користувача. На відміну від фізичного спрямування променя в певному напрямку, передача або прийом відбувається в усіх напрямках, але ключовим є конструктивне додавання кількох копій сигналу на стороні приймача для зменшення ефектів багатопроменевого згасання.
**Просторове мультиплексування**
У режимі просторового мультиплексування вхідний потік даних розділяється на кілька паралельних потоків у просторовій області, причому кожен потік потім передається через різні ланцюги передачі. Доки шляхи каналів надходять до антен Rx під досить різними кутами, майже без кореляції, методи цифрової обробки сигналів (DSP) можуть перетворити бездротове середовище на незалежні паралельні канали. Цей режим MIMO був основним фактором збільшення швидкості передачі даних на порядок у сучасних бездротових системах, оскільки незалежна інформація одночасно передається з кількох антен через одну й ту саму смугу пропускання. Алгоритми виявлення, такі як нульове примусове встановлення (ZF), відокремлюють символи модуляції від перешкод інших антен.
Як показано на рисунку, у WiFi MU-MIMO кілька потоків даних одночасно передаються кільком користувачам з кількох передавальних антен.
**Просторово-часове кодування**
У цьому режимі використовуються спеціальні схеми кодування з різним часом та антенами порівняно з системами з однією антеною, щоб покращити різноманітність приймального сигналу без втрати швидкості передачі даних у приймачі. Просторово-часові коди покращують просторову різноманітність без необхідності оцінки каналу в передавачі з кількома антенами.
Concept Microwave є професійним виробником радіочастотних компонентів 5G для антенних систем у Китаї, включаючи радіочастотні фільтри низьких частот, фільтри високих частот, смугові фільтри, режекторні/смугові загороджувальні фільтри, дуплексери, дільники потужності та спрямовані відгалужувачі. Всі вони можуть бути налаштовані відповідно до ваших вимог.
Ласкаво просимо на наш веб-сайт:www.concept-mw.comабо напишіть нам на адресу:sales@concept-mw.com
Час публікації: 29 лютого 2024 р.