Keď sa výpočty blížia k fyzickým limitom rýchlosti hodín, obraciame sa na viacjadrové architektúry. Keď sa komunikácia blíži k fyzickým limitom prenosovej rýchlosti, obraciame sa na systémy s viacerými anténami. Aké výhody viedli vedcov a inžinierov k výberu viacerých antén ako základu pre 5G a inú bezdrôtovú komunikáciu? Zatiaľ čo priestorová diverzita bola pôvodnou motiváciou pre pridanie antén na základňové stanice, v polovici 90. rokov sa zistilo, že inštalácia viacerých antén na strane Tx a/alebo Rx otvára ďalšie možnosti, ktoré boli pri systémoch s jednou anténou nepredvídateľné. V tejto súvislosti si teraz popíšme tri hlavné techniky.
**Tvarovanie lúča**
Beamforming je primárna technológia, na ktorej je založená fyzická vrstva 5G celulárnych sietí. Existujú dva rôzne typy beamformingu:
Klasické tvarovanie lúča, tiež známe ako Line-of-Sight (LoS) alebo fyzické tvarovanie lúča
Zovšeobecnené tvarovanie lúča, tiež známe ako neviditeľné bez priamej viditeľnosti (NLoS) alebo virtuálne tvarovanie lúča
Myšlienkou oboch typov formovania lúča je použitie viacerých antén na zvýšenie sily signálu smerom ku konkrétnemu používateľovi a zároveň potlačenie signálov z rušiacich zdrojov. Analogicky, digitálne filtre menia obsah signálu vo frekvenčnej doméne v procese nazývanom spektrálne filtrovanie. Podobným spôsobom formovanie lúča mení obsah signálu v priestorovej doméne. Preto sa označuje aj ako priestorové filtrovanie.
Fyzikálne tvarovanie lúča má dlhú históriu v algoritmoch spracovania signálu pre sonarové a radarové systémy. Vytvára skutočné lúče v priestore na prenos alebo príjem, a preto úzko súvisí s uhlom príchodu (AoA) alebo uhlom odchodu (AoD) signálu. Podobne ako OFDM vytvára paralelné prúdy vo frekvenčnej doméne, klasické alebo fyzické tvarovanie lúča vytvára paralelné lúče v uhlovej doméne.
Na druhej strane, vo svojej najjednoduchšej forme, zovšeobecnené alebo virtuálne tvarovanie lúča znamená vysielanie (alebo prijímanie) rovnakých signálov z každej antény Tx (alebo Rx) s vhodným fázovaním a váhami zisku tak, aby bol výkon signálu maximalizovaný smerom ku konkrétnemu používateľovi. Na rozdiel od fyzického riadenia lúča určitým smerom, vysielanie alebo príjem prebieha vo všetkých smeroch, ale kľúčom je konštruktívne pridanie viacerých kópií signálu na strane prijímača, aby sa zmiernili účinky viaccestného úniku.
**Priestorové multiplexovanie**
V režime priestorového multiplexovania sa vstupný dátový tok rozdelí na viacero paralelných streamov v priestorovej doméne, pričom každý stream sa potom prenáša cez rôzne vysielacie reťazce. Pokiaľ kanálové cesty prichádzajú k prijímacím anténam z dostatočne odlišných uhlov, takmer bez korelácie, techniky digitálneho spracovania signálu (DSP) dokážu previesť bezdrôtové médium na nezávislé paralelné kanály. Tento režim MIMO bol hlavným faktorom rádového zvýšenia dátovej rýchlosti moderných bezdrôtových systémov, pretože nezávislé informácie sa súčasne prenášajú z viacerých antén cez rovnakú šírku pásma. Detekčné algoritmy, ako napríklad ZF (Zero Forced), oddeľujú modulačné symboly od rušenia iných antén.
Ako je znázornené na obrázku, v WiFi MU-MIMO sa viacero dátových tokov súčasne prenáša smerom k viacerým používateľom z viacerých vysielacích antén.
**Priestorovo-časové kódovanie**
V tomto režime sa v porovnaní so systémami s jednou anténou používajú špeciálne kódovacie schémy naprieč časom a anténami, aby sa zvýšila diverzita prijímaného signálu bez straty rýchlosti prenosu dát v prijímači. Priestorovo-časové kódy zvyšujú priestorovú diverzitu bez potreby odhadu kanála vo vysielači s viacerými anténami.
Spoločnosť Concept Microwave je profesionálny výrobca 5G RF komponentov pre anténne systémy v Číne, vrátane dolnopriepustných RF filtrov, hornopriepustných filtrov, pásmových filtrov, zárezových filtrov/pásmových zádržných filtrov, duplexorov, deličov výkonu a smerových väzobných členov. Všetky je možné prispôsobiť podľa vašich požiadaviek.
Vitajte na našom webe:www.concept-mw.comalebo nám napíšte na adresu:sales@concept-mw.com
Čas uverejnenia: 29. februára 2024