Wanneer de rekenkracht de fysieke limieten van de kloksnelheid nadert, wenden we ons tot multi-core architecturen. Wanneer de communicatie de fysieke limieten van de transmissiesnelheid nadert, wenden we ons tot systemen met meerdere antennes. Wat zijn de voordelen die wetenschappers en ingenieurs ertoe hebben bewogen om meerdere antennes als basis te kiezen voor 5G en andere draadloze communicatie? Hoewel ruimtelijke diversiteit de aanvankelijke motivatie was voor het toevoegen van antennes aan basisstations, werd halverwege de jaren negentig ontdekt dat het installeren van meerdere antennes aan de zend- en/of ontvangstzijde andere mogelijkheden bood die onvoorzienbaar 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-mobiele netwerken is gebaseerd. Er zijn twee verschillende soorten beamforming:
Klassieke beamforming, ook wel bekend als Line-of-Sight (LoS) of fysieke beamforming.
Gegeneraliseerde beamforming, ook wel 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 naar een specifieke gebruiker te versterken, terwijl signalen van storende bronnen worden onderdrukt. Ter vergelijking: digitale filters veranderen de signaalinhoud in het frequentiedomein, een proces dat spectrale filtering wordt genoemd. Op een vergelijkbare manier verandert beamforming de signaalinhoud in het ruimtelijk domein. Daarom wordt het ook wel ruimtelijke filtering genoemd.
Fysieke bundelvorming kent een lange geschiedenis in signaalverwerkingsalgoritmen voor sonar- en radarsystemen. Het produceert daadwerkelijke bundels in de ruimte voor verzending of ontvangst en is daarom nauw verbonden met de aankomsthoek (AoA) of vertrekhoek (AoD) van het signaal. Net zoals OFDM parallelle stromen creëert in het frequentiedomein, creëert klassieke of fysieke bundelvorming parallelle bundels in het hoekdomein.
Aan de andere kant betekent gegeneraliseerde of virtuele beamforming in zijn eenvoudigste vorm het verzenden (of ontvangen) van dezelfde signalen door elke zend- (of ontvangst-)antenne met de juiste fase- en versterkingswegingen, zodat het signaalvermogen maximaal gericht is op een specifieke gebruiker. In tegenstelling tot het fysiek sturen van een bundel in een bepaalde richting, vindt verzending of ontvangst in alle richtingen plaats, maar de sleutel is het constructief toevoegen van meerdere kopieën van het signaal aan de ontvangstzijde om de effecten van meerpadverzwakking te verminderen.
**Ruimtelijke multiplexing**
In de ruimtelijke multiplexingmodus wordt de inkomende datastroom in het ruimtelijk domein opgesplitst in meerdere parallelle stromen, waarbij elke stroom vervolgens via verschillende zendketens wordt verzonden. Zolang de kanaalpaden vanuit voldoende verschillende hoeken bij de ontvangstantennes 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 de enorme toename van de datasnelheid in moderne draadloze systemen, omdat onafhankelijke informatie gelijktijdig door meerdere antennes over dezelfde bandbreedte wordt verzonden. Detectiealgoritmen zoals zero forcing (ZF) scheiden de modulatiesymbolen van de interferentie van andere antennes.
Zoals in de afbeelding te zien is, worden bij WiFi MU-MIMO meerdere datastromen tegelijkertijd vanuit meerdere zendantennes naar meerdere gebruikers verzonden.
**Ruimte-tijdcodering**
In deze modus worden, in tegenstelling tot systemen met één antenne, speciale coderingsschema's toegepast over tijd en antennes heen om de diversiteit van het ontvangstsignaal te vergroten zonder verlies van datasnelheid bij de ontvanger. Ruimte-tijdcodes vergroten de ruimtelijke diversiteit zonder dat 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 richtingskoppelaars. Al deze componenten kunnen worden aangepast aan uw specifieke eisen.
Welkom op onze website:www.concept-mw.comOf stuur ons een e-mail naar:sales@concept-mw.com
Geplaatst op: 29 februari 2024