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微波技術

微波技術 - 毫米波波束合成

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微波技術 - 毫米波波束合成

毫米波波束合成

2021-08-16
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Author:Fanny

先前, 我們 共亯 毫米波通信板 部署 情節 和 傳播 注意事項. 今天, 我們將 看 在 各種各樣的 波束形成 方法: 類比, 數位的, 和 混合的. 我是 當然 你是 全部的 熟悉的 具有 這個 概念 屬於 類比 波束形成. 在這裡, 我們 有 數據 轉換器 那個 轉換 數位的 訊號 到 和 從…起 寬帶 基帶,基帶 或 如果 訊號, 連接 無線電廣播 收發器 那個 表演 向上的 和 下變頻 處理. 在裡面 射頻 (f或 實例, 28 GHz), 我們 分 一 僅有一個的 射頻 路徑 進入 倍數 路徑 和 表演 梁 合成 通過 控制 這個 階段 屬於 每個 路徑 到 類型 一 梁 在裡面 這個 遠場 在裡面 這個 方向 屬於 這個 目標 使用者. 這 允許 每個 數據 路徑 到 指導 一 僅有一個的 梁, 所以 在裡面 學說, 我們 能够 使用 這個 建築學 到 提供 一 使用者 在 一 時間.

數位的 波束形成 方法 什麼 它 說. 這個 階段 轉移 是 已實施 完全 在裡面 一 數位的 環行 和 是 然後 聯邦調查局人員 到 這個 天線 大堆 通過 一 收發器 大堆. 僅僅 放, 每個 收發器 是 有聯系的 到 一 天線 要素, 但是 在裡面 實踐, 每個 無線電廣播 可以 有 倍數 天線 元素, 依靠 在…上 這個 形狀 屬於 這個 渴望的 部門. 這 數位的 方法 使能够 最大限度 容量 和 靈活性 和 支架 多用戶 多輸入多輸出 發展 規劃 在 <一 href="一_href_0" t一rget="_bl一nk">毫米波 頻率, 相像的 到 如果 系統. 這 是 非常 複雜的 和 將 消費 也 很 直流 權力, 任何一個 在裡面 射頻 或 數位的 電路, 鑒於 這個 科技 現時 可獲得的. 然而, 具有 這個 發展 屬於 將來 科技, millimeter w一ve 無線電廣播 將 有 數位的 梁 合成.

最近最實用和有效的波束形成方法是數模混合波束形成,它本質上將數位預編碼與類比波束形成相結合,以在單個空間中同時產生多個波束(空間重用)。 通過使用窄波束將功率定向到目標用戶,基站可以重用相同的頻譜,同時在給定的時隙內為多個用戶提供服務。 雖然文獻中報告了幾種不同的混合波束形成方法,但此處顯示的子陣列方法是最實際的實現,基本上類比了波束形成的步驟和重複。 現時,所報告的系統支援兩到八個數位流,並可用於同時支持單個用戶,或向較少數量的用戶提供兩層或多層MIMO。

讓我們 拿 一 更接近 看 在 這個 科技的 選項 對於 類比 波束形成, 即 建築物 阻礙 對於 混合的 波束形成. 在這裡, 我們 分 這個 類比 波束形成 系統 進入 3 模塊 對於 處理: 數位的, 一點 到 <一 href="一_href_0" t一rget="_bl一nk">毫米波, 和 波束形成. 這 是 不 這個 方法 一 真實的 系統 是 被分割的, 像 一 將 放 全部的 millimeter w一ve 組件 關 到 减少 損失, 但是 這個 原因 對於 這 分開 很快 成為 顯然的.

毫米波通信板

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各種波束合成方法

Beam對於m在裡面g 能力 是 驅動 通過 幾個 因素, 包括…在內 段 形狀 和 距離, 權力 水准, 路徑 損失, 熱的 限制, 等., 和 是 部分 屬於 毫米波 系統 那個 要求 一些 靈活性 像 這個 工業 瞭解 和 成熟. 即使 所以, a 不同種類 屬於 傳輸 權力 水准 將 持續 到 是 必修的 到 住址 不同的 部署 情節, 從…起 小的 細胞 到 宏. 一點 到 毫米波 收音機 對於 基礎 車站, 在…上 這個 另外 手, 要求 很 較少的 靈活性 和 可以 是 主要地 派生的 從…起 這個 現在的 釋放 15 規格. 在裡面 另外 話, 設計師 可以 重新使用 這個 相同的 無線電廣播 在裡面 結合體 具有 倍數 梁對於m在裡面g 配寘. 這 是 不 不像 現在的 細胞的 無線電廣播 系統, 哪裡 小的 訊號 部分 是 常見的 穿過 平臺 和 這個 正面 終止 屬於 每個 使用 案例 是 更多 定制的.

當我們從數位轉向天線時,我們已經繪製了訊號鏈基礎科技的進展圖。 當然,數位和混合訊號都是在細線CMOS工藝中生成的。 根據基站要求,整個訊號鏈可以用CMOS或更可能的混合技術開發,以提供訊號鏈的最佳效能。 例如,常見的配寘是使用具有高性能SiGe公司公司公司公司-BiCMOS公司公司公司公司中頻到毫米波轉換的CMOS資料轉換器。 如圖所示,根據系統要求,可以使用多種科技實現波束形成,我們將在下麵討論。 根據選定的天線尺寸和傳輸功率要求,可以實現高度集成的矽方法或矽波束形成與離散賓夕法尼亞州和LNA.公司的組合。

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資料庫管理 EIRP天線所需發射機功率、天線尺寸與電晶體科技選擇之間的關係

In 這個 以前的 工作, 這個 關係 是t我們en 發射機 po我們r 和 科技 選擇 是 已分析, 哪一個 將 不 是 充分地 重複的 在這裡. Ho我們ver, 到 總結 th是 分析, 我們 包括 a 圖表 在裡面 圖形 3. 這個 選擇 屬於 權力 放大器 科技 是 基礎d 在…上 a 綜合的 考慮 屬於 這個 必修的 發射機 權力, 天線 獲得 (num是r 屬於 元素), 和 這個 射頻 生成 容量 屬於 這個 挑選出來的 科技. 這個 必修的 EIRP 可以 是 實現 具有 較少的 天線 元素 使用 ei這個r II-V型 科技 (低的 集成 方法) 或 a 矽-基於 高的 集成 方法 在…上 這個 正面 終止. 每個 方法 有 它的 優勢 和 缺點, 和 這個 真實的 實施 取決於 在…上 工程 trade-屬於fs 在裡面 條款 屬於 規模, 重量, 直流 權力, 和 費用. 到 生成 一 EIRP 屬於 60 資料庫管理 對於 這個 案例 派生的 在裡面 桌子 1, 這個 分析 進行 通過 博士. 托馬斯 卡梅隆 屬於 ADI公司 在裡面 他的 演示 “架構 和 科技 對於 5克毫米波 無線電“ at 這個 2018 國際的 固態 環行 會議 得出結論 那個 這個 最優的 天線 大小 是 之間 128 和 256 elements, 降低 量 是 實現 通過 Ga像 權力 放大器, 雖然 更大的 量 可以 是 實現 使用 all-矽 波束形成 基於 在…上 射頻 集成電路 科技.

現在讓我們從另一個角度來看這個問題。 60 資料庫管理 EIRP是FWA公司的常見EIRP目標,但該值可以更高或更低,具體取決於基站和周圍環境的預期範圍。 由於部署場景差异很大,無論是在綠樹成蔭的地區、街道峽谷還是寬闊的開放空間,都存在大量的路徑損失,需要根據具體情況加以解决。 例如,在假定服務水平為密集都市部署的情况下,EIRP目標可能低至50 資料庫管理。

FCC根據設備類別以及傳輸功率限制定義並發佈了規範,這裡我們遵循3GPP基站術語。 設備類別或多或少限制了功率放大器的科技選擇。

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基於發射機功率的各種毫米波無線電尺寸自我調整科技

雖然這不是一門精確的科學,但我們可以看到,移動用戶設備(行动电话)非常適合CMOS科技,在CMOS科技中,所需的發射機功率可以通過相對較少的天線數量來實現。 這種類型的無線電需要高度集成和節能,以滿足可擕式設備的需要。 本地基站(小單元)和消費終端設備(可擕式電源)的要求類似,涉及從低端CMOS發射機功率要求到高端SiGe BiCMOS的一系列科技。 中距離基站非常適合SiGe BiCMOS科技,並且可以實現緊湊的總體尺寸。 在高端,對於廣域基站,可以應用多種科技,這取決於天線尺寸和科技成本之間的權衡。 雖然SiGe BiCMOS可應用於60 資料庫管理 EIRP範圍,但砷化鎵或贛功率放大器更適合更高功率。

對當前科技的概述,但業界正在取得長足進步,科技也在不斷改進,提高毫米波功率放大器的直流電源效率是設計師面臨的主要挑戰之一。

像 新 科技 和 賓夕法尼亞州 架構(architecture) 浮現, 這個 毫米波通信委員會 曲線 將 改變 和 提供 a 更多 集成的 結構 對於 高的-權力 基礎 火車站s. F在裡面ally, 讓我們 回顧 這個 在上面 po在裡面ts 到 包 up 這個 波束形成 部分 - 這個re 是 不 一-大小-fits-all, 和 a 不同種類 屬於 front-終止 設計 也許 是 需要ed 到 住址 使用 c像es rang在裡面g 從…起 小的 細胞 到 宏.