Wanneer de rekenkracht de fysieke grenzen van de kloksnelheid nadert, wenden we ons tot multi-core architecturen. Wanneer communicatie de fysieke grenzen van de transmissiesnelheid nadert, wenden we ons tot systemen met meerdere antennes. Welke voordelen hebben wetenschappers en ingenieurs ertoe aangezet om meerdere antennes te gebruiken als basis voor 5G en andere draadloze communicatie? Hoewel ruimtelijke diversiteit de oorspronkelijke motivatie was om antennes aan basisstations toe te voegen, werd halverwege de jaren negentig ontdekt dat de installatie van meerdere antennes aan de Tx- en/of Rx-zijde andere mogelijkheden opende die onvoorzien waren met systemen met één antenne. Laten we nu drie belangrijke technieken in deze context beschrijven.
**Beamforming**
Beamforming is de primaire technologie waarop de fysieke laag van 5G-netwerken is gebaseerd. Er zijn twee verschillende soorten beamforming:
Klassieke beamforming, ook bekend als Line-of-Sight (LoS) of fysieke beamforming
Gegeneraliseerde beamforming, ook bekend als Non-Line-of-Sight (NLoS) of virtuele beamforming
Het idee achter beide vormen van beamforming is om meerdere antennes te gebruiken om de signaalsterkte voor een specifieke gebruiker te verbeteren, terwijl signalen van storende bronnen worden onderdrukt. Ter vergelijking: digitale filters veranderen de signaalinhoud in het frequentiedomein via een proces dat spectrale filtering wordt genoemd. Op vergelijkbare wijze verandert beamforming de signaalinhoud in het ruimtelijke domein. Daarom wordt het ook wel ruimtelijke filtering genoemd.
Fysieke beamforming heeft een lange geschiedenis in signaalverwerkingsalgoritmen voor sonar- en radarsystemen. Het produceert daadwerkelijke bundels in de ruimte voor transmissie of ontvangst en is daarom nauw verbonden met de hoek van aankomst (AoA) of de hoek van vertrek (AoD) van het signaal. Net zoals OFDM parallelle stromen in het frequentiedomein creëert, creëert klassieke of fysieke beamforming parallelle bundels in het hoekdomein.
Aan de andere kant, in zijn eenvoudigste vorm, betekent gegeneraliseerde of virtuele beamforming het verzenden (of ontvangen) van dezelfde signalen van elke Tx- (of Rx-)antenne met de juiste fasering en versterkingswegingen, zodat het signaalvermogen wordt gemaximaliseerd voor een specifieke gebruiker. In tegenstelling tot het fysiek sturen van een beam in een bepaalde richting, vindt de transmissie of ontvangst in alle richtingen plaats, maar de sleutel is het constructief toevoegen van meerdere kopieën van het signaal aan de ontvangstzijde om multipath-fadingeffecten te beperken.
**Ruimtelijke multiplexing**
In de ruimtelijke multiplexmodus wordt de invoerdatastroom verdeeld in meerdere parallelle stromen in het ruimtelijke domein, waarbij elke stroom vervolgens over verschillende Tx-ketens wordt verzonden. Zolang de kanaalpaden vanuit voldoende verschillende hoeken bij de Rx-antennes aankomen, met vrijwel geen correlatie, kunnen digitale signaalverwerkingstechnieken (DSP) een draadloos medium omzetten in onafhankelijke parallelle kanalen. Deze MIMO-modus is de belangrijkste factor geweest voor een ordegrootte toename in de datasnelheid van moderne draadloze systemen, omdat onafhankelijke informatie gelijktijdig door meerdere antennes over dezelfde bandbreedte wordt verzonden. Detectiealgoritmen zoals zero forcing (ZF) scheiden de modulatiesymbolen van interferentie van andere antennes.
Zoals in de afbeelding is te zien, worden bij WiFi MU-MIMO meerdere gegevensstromen tegelijkertijd via meerdere zendantennes naar meerdere gebruikers verzonden.
**Ruimte-tijdcodering**
In deze modus worden speciale coderingsschema's gebruikt in tijd en antennes in vergelijking met systemen met één antenne, om de diversiteit van het ontvangen signaal te verbeteren zonder verlies van gegevenssnelheid bij de ontvanger. Ruimte-tijdcodes verbeteren de ruimtelijke diversiteit zonder dat er kanaalschatting nodig is bij de zender met meerdere antennes.
Concept Microwave is een professionele fabrikant van 5G RF-componenten voor antennesystemen in China, waaronder RF-laagdoorlaatfilters, hoogdoorlaatfilters, banddoorlaatfilters, notchfilters/bandstopfilters, duplexers, vermogensverdelers en richtkoppelingen. Deze componenten kunnen allemaal worden aangepast aan uw wensen.
Welkom op onze website:www.concept-mw.comof mail ons op:sales@concept-mw.com
Plaatsingstijd: 29-02-2024