4G和5G移动通信系统中的波束成形(Beamforming)技术

时间:2020-02-26 来源: 热点专题

什么是波束形成?就像听起来那样。波束形成是一种“波束形成”技术。

那么“光束”在这种情况下是什么意思?这意味着“一组天线系统的电磁波辐射图(传播图)”。简而言之,波束形成是一种构建天线辐射方向图的技术,如下图所示。

的含义看起来很简单.但是实际的实现将会非常复杂并且超出普通读者的理解。因此,我将只向您简要介绍这项技术。

动机(为什么我们需要波束形成?)

为什么我们需要波束形成?

非常简单。让我们看下面两个例子。有两个天线系统,假设两个天线发射的总能量完全相同。

在情况1中,天线系统向所有方向辐射的能量几乎相同。天线周围的三个用户设备将接收几乎相同数量的能量,但是浪费了大部分没有被引导到那些用户设备的能量。

在情况2中,辐射模式(“波束”)的信号强度被特别“成形”,使得指向该用户设备的辐射能量比不指向该用户设备的其他部分更强。

波束形成和非波束形成天线辐射方向图

通过波束形成实现的高级视图映射功能之间的比较,关于如何实现波束形成的空间滤波器

非常高级视图可以解释如下。它表明一组数据正在进入一个特殊的函数,这个特殊的函数形成一个特殊的光束,并通过光束传输数据。光束的形状和方向取决于所使用的功能。这种特殊功能通常称为波束形成功能或映射功能或空间滤波功能。应用相同的映射函数或空间滤波函数意味着它将形成相同的波束(即,相同的波束方向、相同的波束形状和相同的波束功率)。

不同的波束形成函数

现在的问题是如何实现这些映射函数(或称为波束形成算法)。本主题后面的其余文章都将与映射函数的一般逻辑相关。简而言之,映射功能的主要组成部分包括:

1,天线阵列中天线单元的数量;

2。天线阵中天线元的结构;

3。应用于每个数据(信号)路径的相位和幅度=这可以在基带软件或硬件(电路)中在射频或毫米波频率下完成;

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