Beamforming技术
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rocketac说明书RocketAC产品使用说明书第一章: 产品概述1.1 前言感谢您选择RocketAC系列产品。
本说明书将详细介绍RocketAC产品的特点、功能以及使用方法。
请您在使用之前仔细阅读本说明书,并按照说明书上的指导进行操作,以充分发挥RocketAC产品的性能。
1.2 产品特点RocketAC是一款高性能的无线网络设备,采用先进的AC技术,能提供更快的传输速率和更稳定的信号覆盖。
RocketAC支持2.4GHz和5GHz频段,具有强大的信号穿透能力和广阔的无线覆盖范围。
此外,RocketAC还具有以下特点:- 高速传输: RocketAC支持最高速率达到300Mbps,在2.4GHz 频段和5GHz频段都能提供更快的传输速率,满足高网速需求。
- 强大的覆盖范围: RocketAC采用高增益天线和Beamforming技术,能提供更稳定、更开阔的无线覆盖范围,保证信号的稳定性和可靠性。
- 稳定可靠: RocketAC采用了先进的MIMO技术和多重天线传输技术,能自动选择最佳信道和避免干扰,保证信号的稳定性和可靠性。
- 简单易用: RocketAC采用智能一键连接,用户只需按下按钮即可快速建立无线网络连接,操作简单方便。
- 多种工作模式: RocketAC支持AP模式、Client模式等多种工作模式,适应不同场景和需求。
第二章: 外观设计2.1 产品外观RocketAC外观设计简约时尚,采用环保耐用的材质制造,具有良好的散热性能和耐用性。
产品外观主要由以下组件构成:- 主机: RocketAC的主机是一个紧凑的方形设计,外观上标有产品型号和品牌标志,背部有多个接口和按键。
- 天线: RocketAC配有高增益天线,天线可调节角度,提供更好的信号接收和发射效果。
2.2 接口与按键RocketAC主机背部的接口和按键包括:- 电源接口: 用于连接电源适配器。
- 以太网接口: 用于连接外部设备,如计算机或路由器。
5G移动终端MIMO天线的设计随着5G技术的快速发展和广泛应用,对于5G移动终端天线的设计也提出了新的要求。
MIMO(Multiple Input Multiple Output)天线技术作为一种关键技术,能够提高终端的无线通信性能和系统容量。
本文将从天线系统的基本概念、MIMO天线设计的原理和关键技术等方面进行综述。
1.MIMO天线系统的基本概念MIMO天线系统是指在发射端和接收端都采用多个天线的系统。
利用多个天线可以实现多个独立的传输通道,从而提高系统的数据吞吐量和可靠性。
MIMO技术通过合理设计天线系统,可以充分利用多路径传播的特点,减小传输链路的干扰,提高系统的信号覆盖范围和抗干扰能力。
2.MIMO天线设计的原理MIMO天线设计主要涉及到以下几个方面的问题:天线阵列的布局、天线元件的选择、天线分集和天线的匹配等。
2.1天线阵列的布局天线阵列的布局是MIMO天线设计的关键环节。
在多输入天线设计中,一般采用均匀线阵或均匀面阵的布局方式。
在MIMO系统中,天线的间距需要满足一定的条件,才能使各个天线之间的信号独立传输,从而实现多个独立的传输通道。
2.2天线元件的选择MIMO天线设计中,天线元件的选择对系统的性能有很大的影响。
天线元件一般分为全向天线和定向天线两类。
在MIMO系统中,需要选择能够提供良好辐射特性和稳定性能的天线元件,以满足系统的要求。
2.3天线分集MIMO天线系统在设计中还需要考虑天线的分集性能。
在MIMO系统中,天线的分集可以大大提高系统的抗干扰能力和运行稳定性。
通过合理设计天线的分集方式,可以降低系统的误码率,提高系统的性能。
2.4天线的匹配天线的匹配是MIMO天线设计中另一个重要的问题。
天线的匹配程度直接影响系统的发射功率和接收信号质量。
通过合理调整天线的参数和网络参数,可以实现天线的低VSWR(电压驻波比)和较好的匹配性能,从而提高系统的传输效能。
3.MIMO天线设计的关键技术在5G移动终端MIMO天线设计中,有几个关键技术需要重点研究和应用。
4g网络的搭建原理
4G网络的搭建原理主要包括以下几个方面:
1. 频段分配:4G网络使用了更高的频段来传输数据,比如LTE网络使用的频段为700MHz-2600MHz。
这些频段是由各国政府或电信运营商进行分配和规划的,以避免干扰和冲突。
2. 天线技术:4G网络使用了多天线技术,如MIMO(多输入多输出)和Beamforming(波束成形)。
MIMO技术通过同时使用多个天线来提高信号质量和传输速率。
Beamforming技术则能够将信号聚焦在特定的方向上,提高信号覆盖范围和传输效果。
3. 基站建设:4G网络依赖于基站进行信号传输和覆盖。
基站通常由天线、射频前端设备、传输设备和控制设备组成。
基站之间通过光纤或无线链路进行互联,形成一个网络覆盖区域。
4. 数据传输协议:4G网络使用了IP协议进行数据传输。
数据在用户设备和基站之间通过LTE无线接口传输,然后通过核心网进行路由和转发。
核心网使用了各种协议,如IP、TCP和UDP等,来确保数据的可靠传输和高效处理。
5. QoS管理:4G网络通过QoS(服务质量)管理来保证不同应用和用户的需求得到满足。
QoS管理包括带宽分配、优先级控制和流量调度等技术,以保证
语音、视频和数据等不同类型的应用能够得到适当的资源分配和保障。
总之,4G网络的搭建原理主要涉及频段分配、天线技术、基站建设、数据传输协议和QoS管理等方面,通过这些技术和手段来实现高速、高效、可靠的移动通信服务。
5g常用名词解释1. 5G:第五代移动通信技术标准,拥有更高的数据传输速度和更低的延迟。
它被认为是一种革命性的技术,能够为人工智能、物联网和虚拟现实等领域带来巨大的改变。
2. MIMO:多输入多输出技术,是5G网络中一种重要的信号传输技术。
它利用多个天线来同时发送和接收多个数据流,提高了数据传输的速度和可靠性。
3. millimeter wave:毫米波技术,是5G网络中使用的一种高频段信号传输技术。
它具有更高的频率和更大的带宽,能够实现更快的数据传输速度,但传输距离较短,穿透能力较差。
4. small cell:小型基站,是5G网络中一种用于增加信号覆盖和容量的基础设施。
相比传统的宏基站,小型基站体积更小、功耗更低,可以更密集地部署在城市等高密度区域,提供更稳定和高速的网络连接。
5. IoT:物联网,是指将各种物理设备通过互联网进行连接和通信的网络系统。
在5G时代,物联网将得到进一步发展和普及,连接的终端设备将更多样化,涵盖智能家居、智能交通、智能制造等领域。
6. network slicing:网络切片,是5G网络中一种将物理网络资源划分为多个独立的虚拟网络的技术。
通过网络切片,可以根据不同应用和业务的需求,为其提供个性化的网络服务和优化的资源分配。
7. latency:延迟,是指数据从发送端到达接收端所需要的时间。
5G网络具有更低的延迟,能够实现更快速的数据传输和实时响应,为虚拟现实、无人驾驶等应用提供更好的支持。
8. beamforming:波束成形技术,是5G网络中一种通过调整信号的相位和振幅来控制信号方向的技术。
通过波束成形,可以将信号的传输方向精确地指向特定的用户,提高信号强度和可靠性。
9. edge computing:边缘计算,是指将计算和存储资源放置在靠近用户或数据源的边缘节点上进行处理的技术。
在5G网络中,边缘计算可以减少数据传输的延迟和带宽消耗,提高系统的响应速度和效率。
LTE的原理及应用1. 引言近年来,随着移动通信技术的迅速发展,移动互联网的普及使得人们对于更快速、更稳定的网络连接有了更高的需求。
LTE(Long Term Evolution,长期演进)作为第四代移动通信技术,具备更高的数据传输速度、更低的时延以及更好的网络覆盖能力,成为了现代移动通信领域的主流技术。
2. LTE的原理LTE基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)技术,通过将数据分成多个子载波进行传输,实现高速数据传输。
其关键技术包括:2.1 多天线技术LTE系统中采用多天线技术,包括MIMO(Multiple Input Multiple Output,多输入多输出)和Beamforming技术。
MIMO技术允许同时使用多个发射天线和接收天线,通过空间复用和空间多路径效应提高了信号的传输速度和可靠性。
Beamforming技术则通过根据接收信道的信息对信号进行调整,使得信号传输更加稳定。
2.2 资源分配与调度LTE系统采用动态资源分配和调度技术,根据用户需求和网络状况动态分配网络资源,实现更好的网络性能。
资源分配包括频谱资源和时域资源的分配,调度算法根据用户的需求和网络负载情况,在空闲资源中为用户分配资源。
2.3 链路适应技术LTE系统通过链路适应技术,根据用户的信道条件和数据需求自适应地调整传输的调制方式和编码方式,从而在不同的信道条件下实现高效的传输。
3. LTE的应用LTE的高速数据传输和低时延特性使其在各个领域都有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:3.1 移动通信LTE作为第四代移动通信技术,已在全球范围内广泛应用。
用户可以通过LTE网络实现高速的移动通信、视频通话、网络游戏等应用。
3.2 物联网物联网是指通过互联网将各类物品相互连接并实现信息的交互。
LTE的高速数据传输和低功耗特性,使得其成为连接物联网设备的理想选择。
5g毫米波测试指标
5G毫米波(mmWave)测试涉及多个指标,其中一些关键的测试指标包括:
* 波束成形(Beamforming):5G毫米波系统使用波束成形技术,该技术通过动态调整天线方向来聚焦信号,提高数据传输速率和网络容量。
波束成形测试评估系统在不同方向上的信号传输效果。
* 覆盖范围和衰落(Coverage and Fading):由于毫米波信号在传播时受到障碍物影响较大,覆盖范围和衰落测试是了解信号在不同环境中的稳定性和可靠性的重要指标。
* 路径损耗(Path Loss):毫米波信号在传播过程中会经历较大的路径损耗,因此路径损耗测试用于评估信号在不同距离和环境条件下的衰减情况。
* 容量和吞吐量(Capacity and Throughput):测试5G毫米波网络的容量和吞吐量是关键的性能指标,它们反映了网络在高数据密集度和高流量负载下的表现。
* 时延(Latency):5G网络旨在提供低时延通信,因此时延测试是重要的指标。
低时延对于应用如虚拟现实、远程医疗等关键领域至关重要。
* 波束间干扰(Inter-beam Interference):当使用波束成形时,波束之间的相互干扰可能影响系统性能。
测试波束间干扰有助于优化系统设计和部署。
* 频谱效率(Spectral Efficiency):评估在给定频谱资源下的数据传输效率,是提高网络容量的重要因素。
这些指标帮助测试人员和网络工程师确保5G毫米波网络在不同条件下能够提供高性能、稳定和可靠的通信服务。
1。
数字波束形成(Digital Beamforming,DBF)是一种电子扫描技术,它可以通过合理的信号处理算法,将天线阵列接收到的来自不同方向的信号加以加权合成,形成一个“虚拟”的波束,从而实现对目标的有效探测和跟踪。
数字波束形成技术在雷达、卫星通信、无线电通信等领域得到了广泛应用。
数字波束形成的原理主要包括以下几个步骤:
1、信号采集:将天线阵列接收到的来自不同方向的信号采集下来。
2、信号预处理:对采集到的信号进行一些预处理,如去除噪声、校正失配等,以提高信号质量。
3、信号转换:将采集到的模拟信号转换为数字信号。
4、波束形成:根据天线阵列的空间结构和信号处理算法,对不同方向的信号进行加权合成,形成一个“虚拟”的波束,从而实现对目标的有效探测和跟踪。
5、信号解调:将合成的信号解调后得到目标信息,如目标位置、速度等。
6、显示输出:将目标信息进行显示和输出。
数字波束形成技术的关键在于波束形成算法的设计和优化,常用的算法包括波束赋形算法、最小方差无失真响应算法、阵列信号处理算法等。
这些算法可以根据具体的应用场景和性能要求进行选择和调整,以达到最佳的波束形成效果。
fpga 超声波束合成FPGA超声波束合成超声波束合成(Ultrasound Beamforming)是医学超声成像中一种重要的技术,它通过合成多个超声波信号,实现对目标区域的高分辨率成像。
FPGA(Field Programmable Gate Array)作为一种灵活可编程的硬件平台,被广泛应用于超声波束合成系统中。
本文将介绍FPGA在超声波束合成中的作用和应用。
一、超声波束合成技术概述超声波束合成技术是指通过多个发射器和接收器的协同工作,将多个超声波信号合成为一个波束,从而实现对目标区域的成像。
超声波束合成技术可以有效提高超声成像的分辨率和对比度,具有广泛的临床应用价值。
二、FPGA在超声波束合成中的作用FPGA作为一种可编程的硬件平台,具有高度的灵活性和计算能力,能够满足超声波束合成系统对实时性和计算复杂度的要求。
FPGA 可以实现超声波信号的数字化、滤波、增益控制、波束合成等功能,为超声波束合成系统的实现提供了强大的支持。
1. 超声波信号的数字化超声波信号是模拟信号,需要经过采样和量化转换为数字信号,才能进行后续的数字信号处理。
FPGA可以实现高速的模数转换功能,将模拟超声波信号转换为数字信号,为后续的数字信号处理提供输入。
2. 数字信号的滤波和增益控制超声波信号在经过数字化后,需要进行滤波和增益控制,以提高成像质量和对比度。
FPGA可以实现多通道的滤波器和增益控制器,根据实际需求对超声波信号进行实时的滤波和增益调节。
3. 波束合成算法的实现波束合成是超声波束合成技术中的核心环节,需要对多个超声波信号进行相位和幅度调节,以实现波束的集中和聚焦。
FPGA可以实现波束合成算法的硬件加速,通过并行计算和高速数据传输,实现实时的波束合成。
三、FPGA在超声波束合成中的应用FPGA在超声波束合成中的应用非常广泛,涉及到超声成像系统的各个环节和功能。
1. 数字信号处理FPGA可以实现超声波信号的数字信号处理,包括滤波、增益控制、数字调制等功能。
5G SA的网络架构和关键技术5G SA(Standalone)即独立组网,是指5G网络中基于5G核心网和5G新空口(NR)的全新网络架构。
相比于5G NSA(Non-Standalone),5G SA更具优势,可以充分发挥5G 网络的潜力,为用户提供更稳定、高效的通信体验。
5G SA的网络架构主要包括以下几个部分:1. NR(New Radio):NR是5G网络中的新一代无线接入技术,用于实现用户设备(UE)与基站之间的无线通信。
NR技术具有更高的频谱效率和容量,能够提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
2. 5G核心网:5G核心网是5G网络的控制平面和用户平面集成处理系统,负责用户数据的转发和处理。
与4G网络相比,5G核心网具有更高的灵活性和可扩展性,可以支持更多种类的业务场景和应用。
3. 网络切片:5G网络切片是指为不同的业务需求提供定制化的网络服务。
通过网络切片技术,5G SA可以将网络资源划分为不同的虚拟网络,为不同的应用场景提供个性化的网络服务,如增强的移动宽带、车联网、工业自动化等。
4. MEC(Multi-Access Edge Computing):MEC是一种在接近用户设备的边缘节点上进行计算和存储的技术,可以提供更低的时延和更高的带宽。
在5G SA中,MEC可以用于实现更多的本地计算和存储,加速数据处理和应用响应。
5. mMTC(Massive Machine Type Communications):mMTC是一种面向大规模物联网设备通信的技术。
5G SA通过引入mMTC技术,可以支持大规模物联网设备的连接,实现更好的能耗、容量和覆盖等性能。
1. Massive MIMO:Massive MIMO(大规模多输入多输出)是一种利用多个天线和用户设备之间的干扰来提高信号质量和系统容量的技术。
通过将大量天线部署在基站上,5G SA 可以实现更高的频谱效率和更好的信号覆盖。
2. Beamforming:Beamforming(波束赋形)是一种通过调整天线阵列的相位和幅度,将信号集中在特定方向上的技术。
doa估计原理DOA(Direction of Arrival)估计原理是用来估计信号源的方向的一种方法。
在无线通信和雷达等领域中,DOA估计可以帮助我们确定信号源的位置和方向,从而进行目标跟踪、定位和定向等应用。
DOA估计的原理通常基于阵列信号处理技术。
这种方法使用多个接收天线组成的阵列来接收从不同方向传来的信号。
通过比较接收信号的时延、幅度和相位等参数,我们可以计算出信号源的方向。
下面是一些DOA估计的常见方法和算法:1. 波束形成(Beamforming):波束形成是一种最简单和直观的DOA估计方法。
它通过调整不同接收天线的权重,使得合成的波束指向信号源的方向。
波束形成方法可以分为宽带波束形成和窄带波束形成两种。
2. MUSIC算法(Multiple Signal Classification):MUSIC算法是一种基于子空间分解的高分辨率DOA估计方法。
它通过求解接收信号的协方差矩阵的特征向量,得到信号源的子空间,进而估计出信号源的方向。
3. ESPRIT算法(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques):ESPRIT算法是一种基于信号旋转不变性的子空间分解方法。
它通过接收信号的旋转算子来估计信号源的方向,从而达到高分辨率的DOA估计效果。
4. CBF算法(Conventional Beamforming):CBF算法是一种传统的窄带DOA估计方法。
它通过对接收信号进行时延和幅度补偿,然后采用简单的波束形成技术来估计信号源的方向。
除了上述方法,还有许多其他的DOA估计算法,如ROOT-MUSIC、ESPRIT-AR、WSF、Frost算法等。
这些算法在不同的应用场景下具有不同的优缺点,可以根据实际需求选择合适的算法。
总的来说,DOA估计原理是基于阵列信号处理技术的,通过对接收信号的时延、幅度和相位等参数进行计算,来估计信号源的方向。
双mic波束成型算法
双麦克风波束成型(Dual-Microphone Beamforming)算法是一种利用多个麦克风进行语音信号采集并进行处理的技术。
该技术可以使语音信号的信噪比得到显著提高,从而增强语音信号的清晰度和可识别性。
双麦克风波束成型算法的基本思想是利用两个麦克风接收到的信号之间的时间差以及声波在空气中传播时的特性,从而消除语音信号中的噪声和回声。
算法通常包括以下步骤:
语音信号采集:利用两个麦克风分别采集语音信号。
声源定位:通过分析两个麦克风采集到的信号的时间差,确定声源在空间中的位置。
波束形成:根据声源位置和两个麦克风的位置关系,计算得到一个波束形成器,使其只接受来自声源方向的信号,从而消除噪声和回声。
信号增强:根据波束形成器的输出信号,进行信号增强,使语音信号更加清晰。
双麦克风波束成型算法通常应用于智能音箱、智能手机等场景中,可以提高语音识别和语音交互的质量。
传统波束成形算法
传统的波束成形算法,也被称为常规波束形成(Conventional Beamforming, CBF),是一种在传感器阵列中选择一个最佳波束方向以提升信号接收质量的方法。
它的基本思路是把阵列中所有传感器的接收信号进行加权叠加,并根据不同的波束方向选择不同的权值。
这种算法主要分为固定波束形成和自适应波束形成技术。
固定波束形成是一种设定了固定权重和相位设置的天线阵列技术,其主要功能是将主要接收波束指向特定方向,从而增强来自该方向的语音信号并尽量减小其他方向的干扰信号。
需要注意的是,传统的波束成形算法需要知道声源的角度(Direction of Arrivals,DOA),以便进行进一步的干扰抑制。
在声学环境较为复杂的情况下,角度信息可能难以准确估计,这会限制传统波束成形算法的效果。
MIMO 学习LTE的7个传输模式中6 个分别应用了四种MIMO技术方案:传输分集(TD),波束赋型(Beamforming),空间复用(SM),多用户MIMO(MU-MIMO):1. 为普通单天线传输模式。
2. TransmitDiversity 模式:分2发送天线的SFBC,和4发送天线的SFBC+FSTD两种方案。
2发送天线的SFBC : SFBC是由STBC(Space Time Block Code)演变而来,由于OFDM一个slot 的符号数为奇数,因此不适于使用STBC,但频域资源是以RB=12个子载波来分配的,因此可以用连续两个子载波来代替连续两个时域符号,从而组成SFBC。
而当使用4发送天线时,SFBC+FSTD(Frequency Switched Transmit Diversity)被采用。
3. SM-open loop,UE仅仅反馈信道的RI(Rank Indicator)。
此时基站会使用CDD(Cycle Delay Diversity)技术。
4. SM-close loop,UE根据信道估计的结果反馈合适的PMI(Precoding Matrix Indicator)。
(如利用系统容量最大计算合适的PMI)5. MU-MIMO,该方案将相同的时频资源通过空分,分配给不同的用户。
6. close loop rank1——SM or BF,UE反馈信道信息使得基站选择合适的Precoding。
7. UE Special RS——BF,和BeamForming的前一种方式不同,这种方式无需UE反馈信道信息,而是基站通过上行信号进行方向估计,并在下行信号中插入UE Special RS。
基站可以让UE汇报UE Special RS估计出的CQI。
空间复用是为了提高传输数据数量,基于多码字的同时传输,即多个相互独立的数据流通过映射到不同的层,再由不同的天线发送出去。
码字数量与天线数量未必一致。
自适应波束成形技术python自适应波束成形(Adaptive Beamforming)是一种信号处理技术,用于调整阵列天线中信号的相位和振幅,以增强所需方向的信号强度并抑制干扰。
Python是一种流行的编程语言,可以用于实现自适应波束成形算法。
以下是一个简单的自适应波束成形算法的Python实现示例:python复制代码import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 定义阵列天线参数N = 10# 天线数量d = 0.5# 天线间距(波长)theta = np.linspace(-np.pi/2, np.pi/2, 1000) # 角度范围# 生成信号和干扰s = np.sin(2*np.pi*f*theta) # 信号n = 0.5*np.sin(2*np.pi*2*f*theta) # 干扰# 生成初始权重w = np.random.randn(N)# 自适应波束成形算法for i in range(100):y = np.dot(w, s) # 接收信号e = y - n # 误差信号w = w + mu*e*s/np.dot(s, e*s) # 更新权重mu /= 1.1# 减小步长以避免发散# 绘制波束成形结果和方向图beam = np.abs(np.dot(w, np.exp(1j*2*np.pi*d*np.arange(N)[:,np.newaxis]*np.exp(1j*np.pi*d*np.arange(N)[:, np.newaxis]/N)))) plt.plot(theta, beam)plt.xlim([-np.pi/2, np.pi/2])plt.ylim([0, 1])plt.title("Beamforming Result")plt.xlabel("Angle (radians)")plt.ylabel("Intensity")plt.show()在上述代码中,我们首先定义了阵列天线参数,包括天线数量、天线间距和角度范围。
5gnr物理层技术详解原理模型和组件5G NR(New Radio)是第五代移动通信技术的核心部分,它的物理层技术在实现更高的数据速率、更低的延迟和更高的系统容量方面起着重要的作用。
本文将对5G NR物理层技术的原理、模型和组件进行详细解析。
首先,我们来介绍一下5G NR物理层技术的原理。
5G NR物理层技术基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)多址技术,主要采用了以下几种关键技术:1. Massive MIMO(Massive Multiple-Input Multiple-Output):大规模天线阵列技术,可以通过使用大量的基站天线和用户设备天线来实现更好的信道容量和频谱效率。
2. Beamforming:波束赋形技术,通过控制天线的相位和幅度,将无线信号聚焦在特定的方向上,以提高信号质量和覆盖范围。
3. Non-Orthogonal Multiple Access(NOMA):非正交多址技术,通过在时间、频率和功率维度上对用户进行分组和调度,实现更高的频谱效率和系统容量。
其次,我们来了解一下5GNR物理层技术的模型。
5GNR物理层技术采用了灵活的帧结构和资源分配方式,以满足不同的应用场景和通信需求。
其模型主要包括以下几个方面:1.帧结构:5GNR物理层的帧结构分为多个子帧,每个子帧包含多个符号。
不同的子帧可以在时间和频率上进行灵活配置,以适应不同的业务需求。
2.资源分配:5GNR将系统资源划分为多个资源块,每个资源块包含若干连续的子载波和时域符号。
资源块可以按照静态或动态的方式进行分配,以满足不同用户的需求。
3.调制方式:5GNR物理层采用了更高阶的调制方式,如16QAM、64QAM和256QAM,以提高数据速率和频谱效率。
最后,我们来介绍一下5GNR物理层技术的组件。
5GNR物理层技术由多个组件构成,包括以下几个主要组件:1.下行链路:5GNR物理层的下行链路主要包括基站到用户设备的传输信道和物理信道。
Beamforming是发射端对数据先加权再发送,形成窄的发射波束,将能量对准目标用户,从而提高目标用户的解调信噪比,这对改善小区边缘用户吞吐率特别有效。
Beamforming可以获得阵列增益、分集增益和复用增益。
Beamforming 通常有两大类实现方式:MIMO Beamforming和DOA Beamforming。
MIMO Beamforming(简称MIMO-BF)技术。
利用信道信息对发射数据进行加权,形成波束的一种波束赋形方法。
MIMO-BF技术又可分为开环和闭环两种模式。
开环Beamforming技术利用上行信道信息,对发射信号进行加权,不需要接收端反馈信道信息给发射端,发射端通过上行信道自行估计得到。
开环Beamforming技术对覆盖和吞吐量的提升都有比较明显的效果。
但是,由于需要利用上行信号估计下行发送权值,处理时延大,因此适用于低速场景。
另外,开环Beamforming技术利用了上下行信道的互易特性,故系统实现时需要对各个收发通路进行校正。
闭环Beamforming技术需要终端反馈信道信息如码本(Codebook)给发射端,利用反馈信息对发射信号进行加权。
同样由于受反馈时延的影响,闭环Beamforming技术也只在低速场景有较好的性能。
另外,由于受反馈精度的影响,闭环Beamforming技术总体上比开环的性能要略差,但系统实现相对简单,不需要对天线收发通道进行校正。
根据业界情况,目前TDD系统只使用开环Beamforming技术,而闭环Beamforming技术则应用于FDD系统。
DOA Beamforming(简称DOA-BF)技术。
通过估计信号的到达角(DOA:Direction of Arrinal),利用DOA信息生成发射权值,使发射波束主瓣对准最佳路径方向的一种波束赋形方法。
与MIMO-BF相比,DOA-BF有以下特点:
1)DOA-BF技术要求天线阵列间距小(通常小于一个载波波长),在多径丰富的场合分集效果比较差,在非直视径(NLOS:Non Line of Sight)场合,由于DOA估计不准也会使性能下降。
因此,DOA-BF技术对密集城区使用效果不是很理想,而对农村和郊区等场合比较有效。
但从业务发展的角度考虑,农村和郊区的业务量需求通常不高,采用DOA-BF实现的代价又比较高,因此实用意义不大。
而MIMO-BF技术通常由于天线间距都比较大,搜集多径的能力比较强,特别适合在话务量高的密集城区使用,以提升系统容量,有效降低高话务区域的建网成本或扩容成本。
2)DOA-BF技术对天线阵元的一致性要求比较高。
因此,系统实现时不仅需要进行收发通道校正,还需要进行天线校正,而校正不理想时会使系统性能下降,故DOA-BF系统实现复杂度比较高
简单来说,基站发射的功率在空间的分布不平衡。
比如用户在北边,就把功率集中发到北边,其它方向的功率就比较小(功率的总和基本是常数)。
这是通过8根天线的array合成的效果。