Kad skaitļošanas ātrums tuvojas pulksteņa ātruma fiziskajām robežām, mēs pievēršamies daudzkodolu arhitektūrām. Kad komunikācijas tuvojas pārraides ātruma fiziskajām robežām, mēs pievēršamies daudzantenu sistēmām. Kādas priekšrocības lika zinātniekiem un inženieriem izvēlēties vairākas antenas par pamatu 5G un citiem bezvadu sakariem? Lai gan telpiskā daudzveidība bija sākotnējā motivācija antenu pievienošanai bāzes stacijās, 20. gs. deviņdesmito gadu vidū tika atklāts, ka vairāku antenu uzstādīšana raidītāja un/vai uztvērēja pusē paver citas iespējas, kas nebija paredzētas vienas antenas sistēmām. Tagad aprakstīsim trīs galvenās metodes šajā kontekstā.
**Staru kūļa veidošana**
Staru kūļa formēšana ir galvenā tehnoloģija, uz kuras balstās 5G mobilo sakaru tīklu fiziskais slānis. Ir divi dažādi staru kūļa formēšanas veidi:
Klasiskā staru kūļa formēšana, kas pazīstama arī kā tiešās redzamības (LoS) vai fiziskā staru kūļa formēšana
Vispārināta staru kūļa formēšana, kas pazīstama arī kā bezredzes (NLoS) vai virtuāla staru kūļa formēšana
Abu staru kūļa formēšanas veidu pamatā ir ideja izmantot vairākas antenas, lai uzlabotu signāla stiprumu konkrēta lietotāja virzienā, vienlaikus apslāpējot signālus no traucējošiem avotiem. Līdzīgi, digitālie filtri maina signāla saturu frekvenču jomā procesā, ko sauc par spektrālo filtrēšanu. Līdzīgā veidā staru kūļa formēšana maina signāla saturu telpiskajā jomā. Tāpēc to sauc arī par telpisko filtrēšanu.
Fiziskajai staru kūļa formēšanai ir sena vēsture sonāru un radaru sistēmu signālu apstrādes algoritmos. Tā rada faktiskus starus telpā pārraidei vai uztveršanai, un tādējādi ir cieši saistīta ar signāla ierašanās leņķi (AoA) vai aiziešanas leņķi (AoD). Līdzīgi kā OFDM rada paralēlas plūsmas frekvenču apgabalā, klasiskā jeb fiziskā staru kūļa formēšana rada paralēlus starus leņķiskā apgabalā.
No otras puses, vienkāršākajā iemiesojumā vispārināta jeb virtuāla staru kūļa formēšana nozīmē to pašu signālu pārraidīšanu (vai uztveršanu) no katras Tx (vai Rx) antenas ar atbilstošu fāzēšanu un pastiprinājuma svērumu, lai signāla jauda būtu maksimāla konkrēta lietotāja virzienā. Atšķirībā no staru kūļa fiziskas virzīšanas noteiktā virzienā, pārraide vai uztveršana notiek visos virzienos, taču galvenais ir konstruktīvi pievienot vairākas signāla kopijas uztveršanas pusē, lai mazinātu daudzceļu izbalēšanas efektus.
**Telpiskā multipleksēšana**
Telpiskās multipleksēšanas režīmā ievades datu plūsma tiek sadalīta vairākās paralēlās plūsmās telpiskajā domēnā, un katra plūsma pēc tam tiek pārraidīta pa dažādām Tx ķēdēm. Kamēr vien kanālu ceļi nonāk no pietiekami atšķirīgiem leņķiem pie Rx antenām, gandrīz bez korelācijas, digitālās signāla apstrādes (DSP) metodes var pārveidot bezvadu vidi neatkarīgos paralēlos kanālos. Šis MIMO režīms ir bijis galvenais faktors mūsdienu bezvadu sistēmu datu pārraides ātruma pieaugumam par kārtu, jo neatkarīga informācija tiek vienlaikus pārraidīta no vairākām antenām pa vienu un to pašu joslas platumu. Detekcijas algoritmi, piemēram, nulles piespiešana (ZF), atdala modulācijas simbolus no citu antenu traucējumiem.
Kā parādīts attēlā, WiFi MU-MIMO režīmā vairākas datu plūsmas vienlaikus tiek pārraidītas vairākiem lietotājiem no vairākām raidīšanas antenām.
**Telpas-laika kodēšana**
Šajā režīmā, salīdzinot ar vienas antenas sistēmām, laikā un antenās tiek izmantotas īpašas kodēšanas shēmas, lai uzlabotu uztveršanas signāla daudzveidību, nezaudējot datu pārraides ātrumu uztvērējā. Telpas-laika kodi uzlabo telpisko daudzveidību, bez nepieciešamības veikt kanālu novērtēšanu raidītājā ar vairākām antenām.
Concept Microwave ir profesionāls 5G RF komponentu ražotājs antenu sistēmām Ķīnā, tostarp RF zemfrekvences filtru, augstfrekvences filtru, joslas filtru, iecirtuma filtru/joslas aiztures filtru, duplekseru, jaudas dalītāju un virziena savienotāju. Tos visus var pielāgot atbilstoši jūsu prasībām.
Laipni lūdzam mūsu tīmekļa vietnē:www.concept-mw.comvai rakstiet mums uz adresi:sales@concept-mw.com
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. februāris