5G毫米波應用 基于毫米波(mmWave)的FR2是5G(NR)系統(tǒng)提議階段爭議最多的技術之一;事實上低頻段頻譜就像高速公路,可以快速舒適地行駛,但毫米波頻譜就像城市或城鎮(zhèn)街道,盡管無法獲得高速公路感受,但它可以達到你的目的。由于其物理特性毫米波信號無法穿透室內墻壁,而在視距范圍其優(yōu)越表現(xiàn)無可比擬;而成就毫米波(mmWave)的一個關鍵技術就是MIMO極化。
一、多徑MIMO與空間復用都是一種通過使用空間或天線分集使用相同時間/頻率資源傳輸多個并行數據流來提高數據速率的技術。 信道豐富的多徑是這種空間分集推動者,因此將這種 MIMO 稱為“多徑 MIMO”可能是一個合適的術語。 低頻段和中頻段頻譜信道特性支持多徑MIMO,并且在這些頻段中得到了廣泛的應用。
二、MIMO極化在低頻段和中頻段頻譜中,“角度擴展**”很大利用NLOS MIMO 偏振域空間非常小。 但如果頻譜具有較小的角展度特性,我們可以通過使用雙極化或多極化天線來利用極化域,并實現(xiàn)LOS和NLOS MIMO 或空間復用。**無線信道的角展度描述了在入射角上分散的到達功率這是由多徑傳播引起的。下圖(1)說明了仰角的角展度。
5G網絡中當要在MIMO信道中以Rank 2(雙層空間復用)傳輸數據流,不需要具有豐富的多徑即使不存在多徑,也可以通過兩個不同層發(fā)送兩個數據流來進行Rank 2傳輸。天線中不同組的雙極化元件的每個天線元件組一層。例如一組使用+45度極化天線元件,另一組使用-45度極化天線元件兩組都處于相同的單面板天線結構中。這種使用利用極化分集的極化天線實現(xiàn)的MIMO傳輸可以稱為“極化MIMO”。下圖(2)說明了在單面板天線結構中使用垂直和水平極化天線元件在 RF 域中的兩種波傳輸。MIMO極化推動者是極化天線元件,這是信道要求是終端(UE)只需要較小的角展度,而不干擾天線實現(xiàn)的極化分集;與多徑MIMO不同,多徑 MIMO要求信道具有豐富的多徑, 即使天線元件以波長為單位放置有間隙,以獲得空間或天線分集。
三、極化MIMO和毫米波5G網絡中FR2的毫米波頻譜角展度較小(在集群內),這是毫米波信道的一個非常獨特的屬性,MIMO極化有很好的應用范圍。如以下行方向為例,從基站發(fā)射的信號的角度稱為AoD(出發(fā)角),而移動設備接收到的信號的角度稱為AoA(到達角),我們可以在方位角(水平)或仰角(垂直)角。如果比較下圖中 AoD和AoA(水平角)的不同角展數據點,差異很小,與數據點一起繪制的指數分布提供了良好的數據擬合。
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