Όταν οι υπολογισμοί πλησιάζουν τα φυσικά όρια της ταχύτητας ρολογιού, στρεφόμαστε σε αρχιτεκτονικές πολλαπλών πυρήνων. Όταν οι επικοινωνίες πλησιάζουν τα φυσικά όρια της ταχύτητας μετάδοσης, στρεφόμαστε σε συστήματα πολλαπλών κεραιών. Ποια είναι τα οφέλη που οδήγησαν επιστήμονες και μηχανικούς να επιλέξουν πολλαπλές κεραίες ως βάση για το 5G και άλλες ασύρματες επικοινωνίες; Ενώ η χωρική ποικιλομορφία ήταν το αρχικό κίνητρο για την προσθήκη κεραιών σε σταθμούς βάσης, ανακαλύφθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1990 ότι η εγκατάσταση πολλαπλών κεραιών στην πλευρά Tx ή/και Rx άνοιξε άλλες δυνατότητες που ήταν απρόβλεπτες με συστήματα μίας κεραίας. Ας περιγράψουμε τώρα τρεις κύριες τεχνικές σε αυτό το πλαίσιο.
**Διαμόρφωση δέσμης**
Η μορφοποίηση δέσμης είναι η κύρια τεχνολογία στην οποία βασίζεται το φυσικό επίπεδο των δικτύων κινητής τηλεφωνίας 5G. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι μορφοποίησης δέσμης:
Κλασική μορφοποίηση δέσμης, επίσης γνωστή ως Γραμμή Όρασης (LoS) ή φυσική μορφοποίηση δέσμης
Γενικευμένη μορφοποίηση δέσμης, επίσης γνωστή ως μη όρασης (NLoS) ή εικονική μορφοποίηση δέσμης
Η ιδέα πίσω από και τους δύο τύπους μορφοποίησης δέσμης είναι η χρήση πολλαπλών κεραιών για την ενίσχυση της ισχύος του σήματος προς έναν συγκεκριμένο χρήστη, ενώ παράλληλα καταστέλλονται τα σήματα από πηγές παρεμβολής. Κατ' αναλογία, τα ψηφιακά φίλτρα αλλοιώνουν το περιεχόμενο του σήματος στο πεδίο συχνοτήτων με μια διαδικασία που ονομάζεται φασματικό φιλτράρισμα. Με παρόμοιο τρόπο, η μορφοποίηση δέσμης αλλοιώνει το περιεχόμενο του σήματος στο χωρικό πεδίο. Γι' αυτό αναφέρεται και ως χωρικό φιλτράρισμα.
Η φυσική μορφοποίηση δέσμης έχει μακρά ιστορία στους αλγόριθμους επεξεργασίας σήματος για συστήματα σόναρ και ραντάρ. Παράγει πραγματικές δέσμες στο διάστημα για μετάδοση ή λήψη και επομένως σχετίζεται στενά με τη γωνία άφιξης (AoA) ή τη γωνία αναχώρησης (AoD) του σήματος. Παρόμοια με τον τρόπο που η OFDM δημιουργεί παράλληλες ροές στο πεδίο συχνοτήτων, η κλασική ή φυσική μορφοποίηση δέσμης δημιουργεί παράλληλες δέσμες στο γωνιακό πεδίο.
Από την άλλη πλευρά, στην απλούστερη ενσάρκωσή της, η γενικευμένη ή εικονική μορφοποίηση δέσμης σημαίνει μετάδοση (ή λήψη) των ίδιων σημάτων από κάθε κεραία Tx (ή Rx) με κατάλληλη στάθμιση φάσης και κέρδους, έτσι ώστε η ισχύς του σήματος να μεγιστοποιείται προς έναν συγκεκριμένο χρήστη. Σε αντίθεση με τη φυσική κατεύθυνση μιας δέσμης προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η μετάδοση ή η λήψη συμβαίνει προς όλες τις κατευθύνσεις, αλλά το κλειδί είναι η εποικοδομητική προσθήκη πολλαπλών αντιγράφων του σήματος στην πλευρά λήψης για τον μετριασμό των φαινομένων εξασθένισης πολλαπλών διαδρομών.
**Χωρική Πολυπλεξία**
Στη λειτουργία χωρικής πολυπλεξίας, η ροή δεδομένων εισόδου διαιρείται σε πολλαπλές παράλληλες ροές στον χωρικό τομέα, με κάθε ροή να μεταδίδεται στη συνέχεια μέσω διαφορετικών αλυσίδων Tx. Εφόσον οι διαδρομές καναλιών φτάνουν από αρκετά διαφορετικές γωνίες στις κεραίες Rx, σχεδόν χωρίς συσχέτιση, οι τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας σήματος (DSP) μπορούν να μετατρέψουν ένα ασύρματο μέσο σε ανεξάρτητα παράλληλα κανάλια. Αυτή η λειτουργία MIMO έχει αποτελέσει τον κύριο παράγοντα για αυξήσεις τάξης μεγέθους στον ρυθμό δεδομένων των σύγχρονων ασύρματων συστημάτων, καθώς ανεξάρτητες πληροφορίες μεταδίδονται ταυτόχρονα από πολλαπλές κεραίες στο ίδιο εύρος ζώνης. Αλγόριθμοι ανίχνευσης όπως η μηδενική επιβολή (ZF) διαχωρίζουν τα σύμβολα διαμόρφωσης από τις παρεμβολές άλλων κεραιών.
Όπως φαίνεται στο σχήμα, στο WiFi MU-MIMO, πολλαπλές ροές δεδομένων μεταδίδονται ταυτόχρονα προς πολλαπλούς χρήστες από πολλαπλές κεραίες μετάδοσης.
**Χωροχρονική κωδικοποίηση**
Σε αυτήν τη λειτουργία, χρησιμοποιούνται ειδικά σχήματα κωδικοποίησης σε διαχρονικό επίπεδο και σε σχέση με τα συστήματα μίας κεραίας, για την ενίσχυση της ποικιλομορφίας σήματος λήψης χωρίς απώλεια ρυθμού δεδομένων στον δέκτη. Οι χωροχρονικοί κώδικες ενισχύουν την χωρική ποικιλομορφία χωρίς την ανάγκη εκτίμησης καναλιού στον πομπό με πολλαπλές κεραίες.
Η Concept Microwave είναι επαγγελματίας κατασκευαστής εξαρτημάτων 5G RF για συστήματα κεραιών στην Κίνα, συμπεριλαμβανομένων των φίλτρων χαμηλής διέλευσης RF, φίλτρων υψηλής διέλευσης, φίλτρων ζώνης διέλευσης, φίλτρων εγκοπής/φίλτρων ζώνης διακοπής, διπλής όψης, διαχωριστών ισχύος και κατευθυντικών ζεύξεων. Όλα αυτά μπορούν να προσαρμοστούν σύμφωνα με τις απαιτήσεις σας.
Καλώς ορίσατε στον ιστότοπό μας:www.concept-mw.comή στείλτε μας email στη διεύθυνση:sales@concept-mw.com
Ώρα δημοσίευσης: 29 Φεβρουαρίου 2024