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5G MIMO和阵列设计

天线工程师青睐能够进行波束控制和复式数据流传输的先进天线系统,以满足5G吞吐量要求。  设计这样的设备是一项艰巨的任务,因为设备性能涉及许多因素:

  • 在设备外壳中的天线耦合

  • 多径传播效果

  • 数据传输方案

XFdtdWireless InSite确保全面的设备设计过程,从模拟初始天线方向图到计算多径信道模型中的吞吐量性能。 这些产品一起确保设备在其预期环境中运行良好。 

28 GHz阵列的四种可能光束

独立设备性能

有四个MIMO天线振子的笔记本电脑

Remcom的时域电磁仿真软件XFdtd,可以深入分析设备的独立性能。  从Pro Engineer、Allegro和其他软件包导入天线、PCB和设备组件的详细CAD模型。  以下结果可从单个时域有限差分(FDTD)模拟中获得:

  • 天线隔离

  • 包络互相关性

  • 天线效率

  • 辐射方向图

RF工程师需要的不只是独立天线性能,以确保足够的5G设备性能。  表征天线性能的XFdtd仿真结果可以轻松导出到Wireless InSite,在该软件中以设备预期的环境分析设备。

有关其他资源,请访问我们的XFdtd for 5G设备设计页面......

3D信道模型

办公室的接入点(AP)布局以及单台笔记本电脑的位置

可以用Remcom的无线预测软件Wireless InSite为3D传播场景建模。  通过导入地形、定义建筑楼层平面图、指定基站或接入点位置并提供材料信息,来创建特定于站点的和通用的测试环境。  然后在以下应用中测试XFdtd的天线设计:

  • 用于小型小区基站部署的城市街区

  • 室外到室内的固定无线接入场景

  • WiFi接入规划的办公楼

在办公室角落的接入点位置

Wireless InSite使用高保真射线跟踪模型来确定通过3D环境的多径传播。  这些行业领先的功能包括可分析以下情况的能力:

  • 3D地形、建筑和平面图

  • 精细结构,包括路缘石、窗框、椅子和书桌

  • 毫米波漫射

  • 树木、灌木和其他树叶的衰减

接入点与单台笔记本电脑位置之间的传播路径

发射器和接收器由一个或多个天线振子组成。  Wireless InSite计算发射机和接收机上每个天线振子之间的联系,并报告结果,包括:

  • 各接收器的复合脉冲响应

  • 接收功率

  • 覆盖图

  • 功率延时剖面

  • H矩阵将基站或接入点上的每个天线振子连接到UE或设备上的天线振子

一旦表征了3D传播场景,就可以覆盖通信系统以确定吞吐量和容量指标。

通信系统指标

提供天线设计和3D通道模型后,Wireless InSite的通信系统分析器使RF工程师可以评估5G设备在预期场景中的运行情况。

所有笔记本电脑的吞吐量覆盖率

首先,将MIMO技术应用于每个发射器和接收器。  这将通过增加信干噪比(SINR),提供多个并行数据流或两者来提高系统性能。  Wireless InSite模拟以下MIMO技术:

  • 天线分集

  • 空间复用

  • 波束形成

MIMO技术确定如何通过3D环境传输数据。  一旦确定,Wireless InSite就会确定可以传输多少数据。  对每个数据流和点对点链接使用以下标准: 

  • 吞吐量和容量

  • 误码率(BER)

  • 噪音、干扰和SINR

结果产生了一个功能强大的工具,工程师可以使用它来确定其设备在真实的操作环境中是否满足5G性能要求。

附加信息

示例

出版物

网络讲座

视频