Kun laskenta lähestyy kellotaajuuden fyysisiä rajoja, siirrymme moniydinarkkitehtuureihin. Kun tietoliikenne lähestyy lähetysnopeuden fyysisiä rajoja, siirrymme moniantennijärjestelmiin. Mitkä hyödyt johtivat tiedemiehet ja insinöörit valitsemaan useita antenneja 5G:n ja muun langattoman viestinnän perustaksi? Vaikka spatiaalinen monimuotoisuus oli alkuperäinen syy antennien lisäämiseen tukiasemiin, 1990-luvun puolivälissä havaittiin, että useiden antennien asentaminen lähetin- ja/tai vastaanotinpuolelle avasi muita mahdollisuuksia, jotka olivat odottamattomia yhden antennin järjestelmissä. Kuvaillaan nyt kolmea päätekniikkaa tässä yhteydessä.
**Säteenmuodostus**
Säteenmuodostus on ensisijainen teknologia, johon 5G-matkapuhelinverkkojen fyysinen kerros perustuu. Säteenmuodostusta on kahdenlaisia:
Klassinen säteenmuodostus, joka tunnetaan myös nimellä näkölinja (LoS) tai fyysinen säteenmuodostus
Yleistetty säteenmuodostus, joka tunnetaan myös nimellä ei-suorassa näköyhteydessä (NLoS) tai virtuaalinen säteenmuodostus
Molempien keilanmuodostustyyppien taustalla on ajatus useiden antennien käytöstä signaalin voimakkuuden parantamiseksi tiettyä käyttäjää kohti samalla, kun häiritsevistä lähteistä tulevat signaalit vaimennetaan. Vastaavasti digitaaliset suodattimet muuttavat signaalin sisältöä taajuusalueella prosessissa, jota kutsutaan spektrisuodatukseksi. Samalla tavalla keilanmuodostus muuttaa signaalin sisältöä spatiaalisella alueella. Tästä syystä sitä kutsutaan myös spatiaaliseksi suodatukseksi.
Fysikaalisella keilanmuodostuksella on pitkä historia kaikuluotain- ja tutkajärjestelmien signaalinkäsittelyalgoritmeissa. Se tuottaa todellisia keiloja avaruudessa lähetystä tai vastaanottoa varten ja on siten läheisesti yhteydessä signaalin saapumiskulmaan (AoA) tai lähtökulmaan (AoD). Samoin kuin OFDM luo rinnakkaisia virtoja taajuusalueella, klassinen eli fyysinen keilanmuodostus luo rinnakkaisia keiloja kulma-alueella.
Toisaalta yksinkertaisimmassa muodossaan yleistetty tai virtuaalinen keilanmuodostus tarkoittaa samojen signaalien lähettämistä (tai vastaanottamista) jokaisesta Tx (tai Rx) -antennista asianmukaisilla vaiheistuksilla ja vahvistuspainotuksilla siten, että signaalin teho maksimoidaan tiettyä käyttäjää kohti. Toisin kuin säteen fyysisessä ohjaamisessa tiettyyn suuntaan, lähetys tai vastaanotto tapahtuu kaikkiin suuntiin, mutta avainasemassa on signaalin useiden kopioiden rakentava lisääminen vastaanottopuolella monitiehäipymisen vaikutusten lieventämiseksi.
**Spatiaalinen multipleksointi**
Spatiaalisessa multipleksointitilassa sisääntuleva datavirta jaetaan useisiin rinnakkaisiin virtoihin spatiaalisessa alueessa, ja jokainen virta lähetetään sitten eri lähetysketjujen kautta. Niin kauan kuin kanavareitit saapuvat riittävän eri kulmista Rx-antenneihin lähes ilman korrelaatiota, digitaaliset signaalinkäsittelytekniikat (DSP) voivat muuntaa langattoman median itsenäisiksi rinnakkaiskanaviksi. Tämä MIMO-tila on ollut tärkein tekijä nykyaikaisten langattomien järjestelmien tiedonsiirtonopeuden moninkertaisissa kasvuissa, koska erillistä tietoa lähetetään samanaikaisesti useista antenneista samalla kaistanleveydellä. Ilmaisualgoritmit, kuten nollapakote (ZF), erottavat modulaatiosymbolit muiden antennien häiriöistä.
Kuten kuvassa näkyy, WiFi MU-MIMOssa useita datavirtoja lähetetään samanaikaisesti useille käyttäjille useista lähetysantenneista.
**Aika-avaruuskoodaus**
Tässä tilassa käytetään erityisiä koodausmenetelmiä ajan ja antennien välillä verrattuna yhden antennin järjestelmiin, jotta voidaan parantaa vastaanottosignaalin monimuotoisuutta ilman tiedonsiirtonopeuden menetystä vastaanottimessa. Aika-avaruuskoodit parantavat spatiaalista monimuotoisuutta ilman, että kanavan estimointia tarvitaan lähettimessä, jossa on useita antenneja.
Concept Microwave on Kiinassa toimiva 5G RF -komponenttien valmistaja antennijärjestelmiin. Valmistamme muun muassa RF-alipäästösuodattimia, ylipäästösuodattimia, kaistanpäästösuodattimia, lovisuodattimia/kaistanestosuodattimia, dupleksereja, tehonjakajia ja suuntakytkimiä. Kaikkia näitä voidaan räätälöidä tarpeidesi mukaan.
Tervetuloa verkkosivuillemme:www.concept-mw.comtai lähetä meille sähköpostia osoitteeseen:sales@concept-mw.com
Julkaisun aika: 29. helmikuuta 2024