Όταν ο υπολογισμός πλησιάζει τα φυσικά όρια της ταχύτητας του ρολογιού, στρεφόμαστε σε αρχιτεκτονικές πολλαπλών πυρήνων.Όταν οι επικοινωνίες πλησιάζουν τα φυσικά όρια 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 και/ή Rx άνοιξε άλλες δυνατότητες που ήταν απρόβλεπτες με συστήματα απλής κεραίας.Ας περιγράψουμε τώρα τρεις κύριες τεχνικές σε αυτό το πλαίσιο.
**Διαμόρφωση δέσμης**
Το Beamforming είναι η κύρια τεχνολογία στην οποία βασίζεται το φυσικό επίπεδο των κυψελοειδών δικτύων 5G.Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι διαμόρφωσης δέσμης:
Κλασική διαμόρφωση δέσμης, επίσης γνωστή ως Line-of-Sight (LoS) ή φυσική διαμόρφωση δέσμης
Γενικευμένη διαμόρφωση δέσμης, επίσης γνωστή ως Non-Line-of-Sight (NLoS) ή εικονική διαμόρφωση δέσμης
Η ιδέα πίσω από τους δύο τύπους διαμόρφωσης δέσμης είναι η χρήση πολλαπλών κεραιών για την ενίσχυση της ισχύος του σήματος προς έναν συγκεκριμένο χρήστη, ενώ καταστέλλονται τα σήματα από πηγές παρεμβολής.Κατ' αναλογία, τα ψηφιακά φίλτρα αλλάζουν το περιεχόμενο του σήματος στον τομέα της συχνότητας σε μια διαδικασία που ονομάζεται φασματικό φιλτράρισμα.Με παρόμοιο τρόπο, η διαμόρφωση δέσμης μεταβάλλει το περιεχόμενο του σήματος στον χωρικό τομέα.Αυτός είναι ο λόγος που αναφέρεται και ως χωρικό φιλτράρισμα.
Η φυσική διαμόρφωση δέσμης έχει μακρά ιστορία στους αλγόριθμους επεξεργασίας σήματος για συστήματα σόναρ και ραντάρ.Παράγει πραγματικές δέσμες στο χώρο για μετάδοση ή λήψη και επομένως σχετίζεται στενά με τη γωνία άφιξης (AoA) ή τη γωνία αναχώρησης (AoD) του σήματος.Παρόμοια με το πώς το OFDM δημιουργεί παράλληλες ροές στον τομέα συχνοτήτων, η κλασική ή φυσική διαμόρφωση δέσμης δημιουργεί παράλληλες δέσμες στον γωνιακό τομέα.
Από την άλλη πλευρά, στην απλούστερη ενσάρκωσή της, η γενικευμένη ή εικονική διαμόρφωση δέσμης σημαίνει μετάδοση (ή λήψη) των ίδιων σημάτων από κάθε κεραία Tx (ή Rx) με κατάλληλη στάθμιση φάσης και κέρδος έτσι ώστε η ισχύς του σήματος να μεγιστοποιείται προς έναν συγκεκριμένο χρήστη.Σε αντίθεση με τη φυσική οδήγηση μιας δέσμης προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η μετάδοση ή η λήψη πραγματοποιείται προς όλες τις κατευθύνσεις, αλλά το κλειδί είναι η εποικοδομητική προσθήκη πολλαπλών αντιγράφων του σήματος στην πλευρά λήψης για να μετριαστούν τα φαινόμενα εξασθένισης πολλαπλών διαδρομών.
**Χωρική πολυπλεξία**
Στη λειτουργία χωρικής πολυπλεξίας, η ροή δεδομένων εισόδου χωρίζεται σε πολλαπλές παράλληλες ροές στον χωρικό τομέα, με κάθε ροή στη συνέχεια να μεταδίδεται σε διαφορετικές αλυσίδες Tx.Εφόσον οι διαδρομές των καναλιών φτάνουν από αρκετά διαφορετικές γωνίες στις κεραίες Rx, χωρίς σχεδόν καμία συσχέτιση, οι τεχνικές επεξεργασίας ψηφιακών σημάτων (DSP) μπορούν να μετατρέψουν ένα ασύρματο μέσο σε ανεξάρτητα παράλληλα κανάλια.Αυτή η λειτουργία MIMO ήταν ο κύριος παράγοντας για τις αυξήσεις τάξης μεγέθους στον ρυθμό δεδομένων των σύγχρονων ασύρματων συστημάτων, καθώς ανεξάρτητες πληροφορίες μεταδίδονται ταυτόχρονα από πολλές κεραίες στο ίδιο εύρος ζώνης.Οι αλγόριθμοι ανίχνευσης όπως ο μηδενικός εξαναγκασμός (ZF) διαχωρίζουν τα σύμβολα διαμόρφωσης από τις παρεμβολές άλλων κεραιών.
Όπως φαίνεται στο σχήμα, στο WiFi MU-MIMO, πολλαπλές ροές δεδομένων μεταδίδονται ταυτόχρονα σε πολλούς χρήστες από πολλαπλές κεραίες εκπομπής.
**Κωδικοποίηση χωροχρόνου**
Σε αυτή τη λειτουργία, χρησιμοποιούνται ειδικά σχήματα κωδικοποίησης σε βάθος χρόνου και κεραιών σε σύγκριση με συστήματα απλής κεραίας, για τη βελτίωση της ποικιλομορφίας του σήματος λήψης χωρίς απώλεια ρυθμού δεδομένων στον δέκτη.Οι κωδικοί χωροχρόνου ενισχύουν τη χωρική ποικιλομορφία χωρίς την ανάγκη εκτίμησης καναλιών στον πομπό με πολλαπλές κεραίες.
Η Concept Microwave είναι επαγγελματίας κατασκευαστής των εξαρτημάτων 5G RF για συστήματα κεραιών στην Κίνα, συμπεριλαμβανομένου του φίλτρου χαμηλής διέλευσης ραδιοσυχνοτήτων, του φίλτρου υψηλής διέλευσης, του φίλτρου ζώνης, του φίλτρου εγκοπής/φίλτρου διακοπής ζώνης, του εξάρτημα διπλής όψης, του διαιρέτη ισχύος και του κατευθυντικού συζεύκτη.Όλα αυτά μπορούν να προσαρμοστούν σύμφωνα με τις απαιτήσεις σας.
Καλώς ήρθατε στον ιστό μας:www.concept-mw.comή στείλτε μας email στο:sales@concept-mw.com
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-29-2024