계산이 클럭 속도의 물리적 한계에 접근하면 멀티 코어 아키텍처로 전환합니다. 통신이 전송 속도의 물리적 한계에 접근하면 멀티 안테나 시스템으로 전환합니다. 과학자와 엔지니어가 5G 및 기타 무선 통신의 기초로 여러 안테나를 선택하게 한 이점은 무엇입니까? 공간 다양성은 기지국에서 안테나를 추가하기위한 초기 동기 였지만 1990 년대 중반 TX 및/또는 RX 측에 여러 안테나를 설치하는 것이 단일 안테나 시스템으로 예측할 수없는 다른 가능성을 열었다는 것이 발견되었습니다. 이제이 맥락에서 세 가지 주요 기술을 설명해 봅시다.
** 빔 포밍 **
빔 포밍은 5G 셀룰러 네트워크의 물리적 층이 기반으로하는 주요 기술입니다. 빔 포밍에는 두 가지 유형이 있습니다.
클래식 빔 포밍 (LOS) 또는 물리적 빔 포밍으로도 알려진 클래식 빔 포밍
NLOS (Non-Line-of-Sight) 또는 Virtual Beamforming이라고도하는 일반화 된 빔 포밍
두 유형의 Beamforming의 배후에있는 아이디어는 여러 안테나를 사용하여 특정 사용자에 대한 신호 강도를 향상시키는 동시에 간섭 소스로부터 신호를 억제하는 것입니다. 유사하게, 디지털 필터는 스펙트럼 필터링이라는 프로세스에서 주파수 도메인의 신호 컨텐츠를 변경합니다. 비슷한 방식으로, 빔 포밍은 공간 영역에서 신호 함량을 변경시킨다. 이것이 공간 필터링이라고도하는 이유입니다.
물리적 빔 포밍은 소나 및 레이더 시스템에 대한 신호 처리 알고리즘에서 오랜 역사를 가지고 있습니다. 전송 또는 수신을위한 공간에서 실제 빔을 생성하므로 신호의 도착 각도 (AOA) 또는 출발 각도 (AOD)와 밀접한 관련이 있습니다. OFDM이 주파수 영역에서 평행 스트림을 생성하는 방식과 유사하게, 클래식 또는 물리적 빔 형식은 각도 도메인에서 평행 빔을 생성합니다.
반면에, 가장 간단한 화신에서 일반화 된 또는 가상 빔 형식은 적절한 단계 및 늘어 늘리면서 각 TX (또는 RX) 안테나의 동일한 신호를 전송 (또는 수신)하여 신호 전력이 특정 사용자에 대해 최대화되도록하는 것을 의미합니다. 특정 방향으로 빔을 물리적으로 조종하는 것과 달리, 전송 또는 수신은 모든 방향으로 발생하지만, 키는 수신 측에 신호의 여러 카피를 추가하여 다중 경로 페이딩 효과를 완화하는 것입니다.
** 공간 멀티플렉싱 **
공간 멀티플렉싱 모드에서, 입력 데이터 스트림은 공간 도메인의 여러 병렬 스트림으로 나누고, 각 스트림은 다른 TX 체인을 통해 전송됩니다. 채널 경로가 RX 안테나에서 충분히 다른 각도에서 도달하는 한, 거의 상관 관계가 없으면 DSP (Digital Signal Processing) 기술은 무선 매체를 독립적 인 병렬 채널로 변환 할 수 있습니다. 이 MIMO 모드는 독립적 인 정보가 동일한 대역폭에 걸쳐 여러 안테나에서 동시에 전송되기 때문에 현대 무선 시스템의 데이터 속도의 크기 증가의 주요 요인이었습니다. 제로 강제 (ZF)와 같은 감지 알고리즘은 변조 기호를 다른 안테나의 간섭에서 분리합니다.
그림과 같이 Wi-Fi Mu-Mimo에서 여러 데이터 스트림이 여러 전송 안테나에서 여러 사용자에게 동시에 전송됩니다.
** 시공간 코딩 **
이 모드에서는 단일 안테나 시스템에 비해 시간 및 안테나에 걸쳐 특수 코딩 체계가 사용되어 수신기의 데이터 속도 손실없이 신호 다양성을 수신합니다. 시공간 코드는 여러 안테나를 사용하여 송신기에서 채널 추정이 필요하지 않고 공간 다양성을 향상시킵니다.
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