Όταν ο υπολογισμός προσεγγίζει τα φυσικά όρια της ταχύτητας ρολογιού, στρέφουμε σε αρχιτεκτονικές πολλαπλών πυρήνων. Όταν οι επικοινωνίες προσεγγίζουν τα φυσικά όρια της ταχύτητας μετάδοσης, στρέφουμε σε συστήματα πολλαπλών αντι-αντεγγών. Ποια είναι τα οφέλη που οδήγησαν τους επιστήμονες και τους μηχανικούς να επιλέξουν πολλαπλές κεραίες ως βάση για 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 και/ή RX άνοιξε άλλες δυνατότητες που ήταν απρόβλεπτες με συστήματα μεμονωμένων κεραιών. Ας περιγράψουμε τώρα τρεις σημαντικές τεχνικές στο πλαίσιο αυτό.
** Beamforming **
Η BeamForming είναι η κύρια τεχνολογία στην οποία βασίζεται το φυσικό στρώμα των κυτταρικών δικτύων 5G. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι μορφοποίησης δέσμης:
Κλασική μορφή δέσμης, γνωστή και ως γραμμή οπισθοπορείας (LOS) ή φυσική μορφοποίηση δέσμης
Γενικευμένη μορφή δέσμης, γνωστή και ως μη ορατό (NLOS) ή εικονική μορφοποίηση δέσμης
Η ιδέα πίσω από τους δύο τύπους μορφοποίησης δέσμης είναι η χρήση πολλαπλών κεραιών για να ενισχύσει την ισχύ του σήματος προς έναν συγκεκριμένο χρήστη, ενώ παράλληλα καταστέλλει τα σήματα από παρεμβολές πηγές. Ως αναλογία, τα ψηφιακά φίλτρα μεταβάλλουν το περιεχόμενο σήματος στον τομέα συχνοτήτων σε μια διαδικασία που ονομάζεται φασματικό φιλτράρισμα. Με παρόμοιο τρόπο, η Beamforming μεταβάλλει το περιεχόμενο σήματος στον χωρικό τομέα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αναφέρεται επίσης ως χωροταξικό φιλτράρισμα.
Η φυσική μορφή δέσμης έχει μακρά ιστορία στους αλγόριθμους επεξεργασίας σήματος για συστήματα σόναρ και ραντάρ. Παράγει πραγματικές δοκούς στο διάστημα για μετάδοση ή υποδοχή και επομένως συνδέεται στενά με τη γωνία άφιξης (AOA) ή τη γωνία αναχώρησης (AOD) του σήματος. Παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο το OFDM δημιουργεί παράλληλα ρεύματα στον τομέα συχνοτήτων, η κλασική ή φυσική μορφή δέσμης δημιουργεί παράλληλες δοκούς στη γωνιακή περιοχή.
Από την άλλη πλευρά, με την απλούστερη ενσάρκωση, γενικευμένη ή εικονική μορφή δέσμης σημαίνει να μεταδίδει (ή να λαμβάνει) τα ίδια σήματα από κάθε κεραία TX (ή RX) με κατάλληλη σταδιακή κατάργηση και κέρδος, έτσι ώστε η ισχύς του σήματος να μεγιστοποιηθεί προς έναν συγκεκριμένο χρήστη. Σε αντίθεση με τη φυσική κατεύθυνση μιας δέσμης σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, μετάδοση ή υποδοχή συμβαίνει προς όλες τις κατευθύνσεις, αλλά το κλειδί προσθέτει εποικοδομητικά πολλαπλά αντίγραφα του σήματος στην πλευρά λήψης για να μετριάσει τα αποτελέσματα εξασθένισης πολλαπλών διαδρομών.
** χωρική πολυπλεξία **
Στη λειτουργία χωρικής πολυπλεξίας, η ροή δεδομένων εισόδου χωρίζεται σε πολλαπλές παράλληλες ροές στον χωρικό τομέα, με κάθε ρεύμα να μεταδίδεται και στη συνέχεια να μεταδίδεται σε διαφορετικές αλυσίδες TX. Όσο οι διαδρομές καναλιών φτάνουν από επαρκώς διαφορετικές γωνίες στις κεραίες RX, χωρίς σχεδόν καμία συσχέτιση, οι τεχνικές επεξεργασίας ψηφιακού σήματος (DSP) μπορούν να μετατρέψουν ένα ασύρματο μέσο σε ανεξάρτητα παράλληλα κανάλια. Αυτή η λειτουργία MIMO ήταν ο κύριος παράγοντας για την τάξη μεγέθους αυξάνεται στο ρυθμό δεδομένων των σύγχρονων ασύρματων συστημάτων, καθώς οι ανεξάρτητες πληροφορίες μεταδίδονται ταυτόχρονα από πολλαπλές κεραίες πάνω από το ίδιο εύρος ζώνης. Οι αλγόριθμοι ανίχνευσης όπως το μηδέν εξαναγκασμό (ZF) χωρίζουν τα σύμβολα διαμόρφωσης από την παρεμβολή άλλων κεραιών.
Όπως φαίνεται στο σχήμα, στο WiFi MU-MIMO, πολλαπλές ροές δεδομένων μεταδίδονται ταυτόχρονα προς πολλούς χρήστες από πολλαπλές κεραίες μετάδοσης.
** κωδικοποίηση χώρου-χρόνου **
Σε αυτή τη λειτουργία, χρησιμοποιούνται ειδικά συστήματα κωδικοποίησης με το χρόνο και τις κεραίες σε σύγκριση με τα συστήματα μεμονωμένων κεραιών, για να βελτιωθεί η ποικιλομορφία των σημάτων χωρίς καμία απώλεια ρυθμού δεδομένων στον δέκτη. Οι κώδικες χώρου-χρόνου ενισχύουν τη χωρική ποικιλομορφία χωρίς την ανάγκη εκτίμησης καναλιών στον πομπό με πολλαπλές κεραίες.
Το Concept Microwave είναι ένας επαγγελματίας κατασκευαστής των 5G RF εξαρτήματα για συστήματα κεραίας στην Κίνα, συμπεριλαμβανομένου του φίλτρου Lowpass RF, του φίλτρου υψηλής μεταφοράς, του φίλτρου ζώνης, του φίλτρου Notch/Band Stop Filter, του Duplexer, του διαιρέτη ισχύος και του κατευθυντικού συσχετιστή. Όλα αυτά μπορούν να προσαρμοστούν σύμφωνα με τις επαναλήψεις σας.
Καλώς ήλθατε στον ιστό μας:www.concept-mw.comή στείλτε μας στο:sales@concept-mw.com
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-29-2024