4G和5G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的波束形成技術(shù)：如何形成波束

現(xiàn)在,你會(huì)問我們,“你是怎么傳送的?

”如果你想清楚地了解這一機(jī)制,你就需要轉(zhuǎn)向枯燥的數(shù)學(xué)我們將在下面的文章(基本概念:陣列天線)中看到解釋,但在我們學(xué)習(xí)枯燥的數(shù)學(xué)之前,讓我們對波束形成的原理有一些直觀的了解形成波束最簡單的方法是對多個(gè)天線進(jìn)行陣列有許多方法可以使這些天線元件對齊,但最簡單的方法之一是沿著一條線對齊天線,如下面的示例所示這里你應(yīng)該看到的直觀想法是,當(dāng)天線陣列中放置更多的天線單元時(shí),你會(huì)得到更清晰的波束注:此示例圖由Matlab相位ArrayAntennaToolbox創(chuàng)建更多的天線單元可以以陣列的形式形成更窄的波束的另一種方法是將天線單元排列在二維方格中,如下面的示例所示你在這里應(yīng)該看到的直觀想法是,當(dāng)你在天線陣列中放置更多的天線單元時(shí),你會(huì)得到一個(gè)更窄的波束方形天線陣:形成的天線單元越多,波束就越窄。

元素?cái)?shù)越多,光束就越窄你可以得到的直覺是,光束沿著軸壓縮更窄,有更多的天線元件光束沿軸向壓縮較窄,天線單元較多。

請注意,這個(gè)插圖是由MatlabPhaseArrayAntennaToolbox創(chuàng)建的有幾種不同的波束形成方法以下是最常用的技術(shù):1。

開關(guān)陣列天線:這是一種通過選擇性地從天線系統(tǒng)陣列中打開/關(guān)閉天線來改變波束模式(輻射形式)的技術(shù)2.基于DSP的相位處理:這是一種通過改變通過每個(gè)天線的信號(hào)的相位來改變光束模式(輻射形式)的技術(shù)使用DSP,您可以改變每個(gè)天線端口的信號(hào)相位,以形成一個(gè)特定的波束模式,最適合一個(gè)或多個(gè)特定的UE。

3.預(yù)編碼波束形成:一種通過應(yīng)用特定的預(yù)編碼矩陣來改變波束模式(輻射形式)的技術(shù)這就是LTE使用的技術(shù)在LTE中,以下傳輸模式隱式或顯式地實(shí)現(xiàn)了“波束形成”使用單傳輸層的TM6閉環(huán)空間復(fù)用TM7-波束形成(天線端口5)TM8-雙層波束形成(天線端口7和8