وقتی محاسبات به محدودیت‌های فیزیکی سرعت کلاک نزدیک می‌شود، به معماری‌های چند هسته‌ای روی می‌آوریم. وقتی ارتباطات به محدودیت‌های فیزیکی سرعت انتقال نزدیک می‌شود، به سیستم‌های چند آنتنه روی می‌آوریم. مزایایی که دانشمندان و مهندسان را به انتخاب آنتن‌های چندگانه به عنوان مبنای 5G و سایر ارتباطات بی‌سیم سوق داد، چه بود؟ در حالی که تنوع مکانی انگیزه اولیه برای افزودن آنتن‌ها در ایستگاه‌های پایه بود، در اواسط دهه 1990 کشف شد که نصب آنتن‌های چندگانه در سمت گیرنده و فرستنده، امکانات دیگری را ایجاد می‌کند که با سیستم‌های تک آنتن غیرقابل پیش‌بینی بودند. اکنون اجازه دهید سه تکنیک اصلی را در این زمینه شرح دهیم.
**شکل‌دهی پرتو**
Beamforming فناوری اصلی است که لایه فیزیکی شبکه‌های سلولی 5G بر اساس آن بنا شده است. دو نوع مختلف از beamforming وجود دارد:
شکل‌دهی پرتو کلاسیک، که با نام‌های خط دید (LoS) یا شکل‌دهی پرتو فیزیکی نیز شناخته می‌شود
شکل‌دهی پرتو عمومی، که با نام‌های شکل‌دهی پرتو مجازی (NLoS) یا شکل‌دهی پرتو غیرخطی نیز شناخته می‌شود
ایده پشت هر دو نوع شکل‌دهی پرتو، استفاده از چندین آنتن برای افزایش قدرت سیگنال به سمت یک کاربر خاص و در عین حال سرکوب سیگنال‌های منابع تداخلی است. به عنوان یک قیاس، فیلترهای دیجیتال محتوای سیگنال را در حوزه فرکانس در فرآیندی به نام فیلتر طیفی تغییر می‌دهند. به طور مشابه، شکل‌دهی پرتو محتوای سیگنال را در حوزه مکانی تغییر می‌دهد. به همین دلیل است که به آن فیلتر مکانی نیز گفته می‌شود.
شکل‌دهی پرتو فیزیکی سابقه طولانی در الگوریتم‌های پردازش سیگنال برای سیستم‌های سونار و رادار دارد. این روش، پرتوهای واقعی را در فضا برای ارسال یا دریافت تولید می‌کند و بنابراین ارتباط نزدیکی با زاویه ورود (AoA) یا زاویه خروج (AoD) سیگنال دارد. مشابه نحوه ایجاد جریان‌های موازی در حوزه فرکانس توسط OFDM، شکل‌دهی پرتو کلاسیک یا فیزیکی، پرتوهای موازی را در حوزه زاویه‌ای ایجاد می‌کند.
از سوی دیگر، در ساده‌ترین شکل خود، شکل‌دهی پرتوی تعمیم‌یافته یا مجازی به معنای ارسال (یا دریافت) سیگنال‌های یکسان از هر آنتن Tx (یا Rx) با فازبندی و وزن‌دهی مناسب به بهره است، به طوری که قدرت سیگنال به سمت یک کاربر خاص به حداکثر برسد. برخلاف هدایت فیزیکی پرتو در یک جهت خاص، ارسال یا دریافت در همه جهات اتفاق می‌افتد، اما نکته کلیدی، افزودن سازنده چندین کپی از سیگنال در سمت گیرنده برای کاهش اثرات محوشدگی چندمسیره است.
**مالتی‌پلکسینگ مکانی**
در حالت مالتی‌پلکسینگ فضایی، جریان داده ورودی به چندین جریان موازی در حوزه فضایی تقسیم می‌شود و سپس هر جریان از طریق زنجیره‌های Tx مختلف منتقل می‌شود. تا زمانی که مسیرهای کانال از زوایای به اندازه کافی متفاوت به آنتن‌های Rx برسند، تقریباً بدون هیچ همبستگی، تکنیک‌های پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) می‌توانند یک رسانه بی‌سیم را به کانال‌های موازی مستقل تبدیل کنند. این حالت MIMO عامل اصلی افزایش چند برابری نرخ داده در سیستم‌های بی‌سیم مدرن بوده است، زیرا اطلاعات مستقل به طور همزمان از چندین آنتن روی پهنای باند یکسان منتقل می‌شوند. الگوریتم‌های تشخیص مانند zero forcing (ZF) نمادهای مدولاسیون را از تداخل سایر آنتن‌ها جدا می‌کنند.
همانطور که در شکل نشان داده شده است، در WiFi MU-MIMO، چندین جریان داده به طور همزمان از چندین آنتن فرستنده به سمت چندین کاربر منتقل می‌شوند.
**کدگذاری فضا-زمان**
در این حالت، در مقایسه با سیستم‌های تک آنتن، از طرح‌های کدگذاری ویژه‌ای در طول زمان و آنتن‌ها استفاده می‌شود تا تنوع سیگنال دریافتی بدون هیچ گونه افت سرعت داده در گیرنده افزایش یابد. کدهای فضا-زمان، تنوع مکانی را بدون نیاز به تخمین کانال در فرستنده با چندین آنتن افزایش می‌دهند.
شرکت Concept Microwave یک تولیدکننده حرفه‌ای قطعات RF 5G برای سیستم‌های آنتن در چین است، از جمله فیلتر RF پایین‌گذر، فیلتر بالاگذر، فیلتر میان‌گذر، فیلتر ناچ/فیلتر میان‌گذر، داپلکسر، تقسیم‌کننده توان و کوپلر جهت‌دار. همه آنها را می‌توان با توجه به نیازهای شما سفارشی‌سازی کرد.
به وب ما خوش آمدید:www.concept-mw.comیا به آدرس زیر برای ما ایمیل بفرستید:sales@concept-mw.com
زمان ارسال: ۲۹ فوریه ۲۰۲۴