När beräkningar närmar sig de fysiska gränserna för klockhastighet vänder vi oss till flerkärniga arkitekturer. När kommunikation närmar sig de fysiska gränserna för överföringshastighet vänder vi oss till system med flera antenner. Vilka är fördelarna som ledde till att forskare och ingenjörer valde flera antenner som bas för 5G och annan trådlös kommunikation? Medan rumslig mångfald var den ursprungliga motivationen för att lägga till antenner vid basstationer, upptäcktes det i mitten av 1990-talet att installation av flera antenner på sändar- och/eller mottagarsidan öppnade upp andra möjligheter som var oförutsedda med system med en enda antenn. Låt oss nu beskriva tre huvudtekniker i detta sammanhang.
**Strålformning**
Strålformning är den primära tekniken som det fysiska lagret i 5G-mobilnätverk bygger på. Det finns två olika typer av strålformning:
Klassisk strålformning, även känd som Line-of-Sight (LoS) eller fysisk strålformning
Generaliserad strålformning, även känd som Non-Line-of-Sight (NLoS) eller virtuell strålformning
Tanken bakom båda typerna av strålformning är att använda flera antenner för att förbättra signalstyrkan mot en viss användare, samtidigt som signaler från störande källor undertrycks. Som en analogi förändrar digitala filter signalinnehållet i frekvensdomänen i en process som kallas spektralfiltrering. På liknande sätt förändrar strålformning signalinnehållet i den rumsliga domänen. Det är därför det också kallas rumslig filtrering.
Fysisk strålformning har en lång historia inom signalbehandlingsalgoritmer för sonar- och radarsystem. Den producerar faktiska strålar i rymden för sändning eller mottagning och är således nära relaterad till signalens ankomstvinkel (AoA) eller avgångsvinkel (AoD). I likhet med hur OFDM skapar parallella strömmar i frekvensdomänen skapar klassisk eller fysisk strålformning parallella strålar i vinkeldomänen.
Å andra sidan, i sin enklaste form, innebär generaliserad eller virtuell strålformning att sända (eller ta emot) samma signaler från varje Tx (eller Rx) antenn med lämplig fasnings- och förstärkningsviktning så att signaleffekten maximeras mot en viss användare. Till skillnad från att fysiskt styra en stråle i en viss riktning sker sändning eller mottagning i alla riktningar, men nyckeln är att konstruktivt lägga till flera kopior av signalen på mottagarsidan för att mildra flervägsfadingeffekter.
**Rumslig multiplexering**
I spatial multiplexeringsläge delas indataströmmen upp i flera parallella strömmar i den spatialdomänen, där varje ström sedan sänds över olika Tx-kedjor. Så länge kanalvägarna anländer från tillräckligt olika vinklar vid Rx-antennerna, med nästan ingen korrelation, kan digitala signalbehandlingstekniker (DSP) omvandla ett trådlöst medium till oberoende parallella kanaler. Detta MIMO-läge har varit den viktigaste faktorn för storleksordningar av ökningar i datahastigheten för moderna trådlösa system, eftersom oberoende information sänds samtidigt från flera antenner över samma bandbredd. Detekteringsalgoritmer som zero forcing (ZF) separerar modulationssymbolerna från störningar från andra antenner.
Som visas i figuren överförs flera dataströmmar samtidigt till flera användare från flera sändarantenner i WiFi MU-MIMO.
**Rumtidkodning**
I detta läge används speciella kodningsscheman över tid och antenner jämfört med system med en enda antenn, för att förbättra mottagarsignalens diversitet utan någon datahastighetsförlust hos mottagaren. Rumtidskoder förbättrar den spatiala diversiteten utan behov av kanaluppskattning hos sändaren med flera antenner.
Concept Microwave är en professionell tillverkare av 5G RF-komponenter för antennsystem i Kina, inklusive RF-lågpassfilter, högpassfilter, bandpassfilter, notchfilter/bandstoppfilter, duplexer, effektdelare och riktningskopplare. Alla kan anpassas efter dina behov.
Välkommen till vår webb:www.concept-mw.comeller maila oss på:sales@concept-mw.com
Publiceringstid: 29 februari 2024