4G和5G移動(dòng)通信系統中的波束形成技術(shù)：如何形成波束

現在,你會(huì )問(wèn)我們,“你是怎么傳送的?

”如果你想清楚地了解這一機制,你就需要轉向枯燥的數學(xué)我們將在下面的文章(基本概念:陣列天線(xiàn))中看到解釋,但在我們學(xué)習枯燥的數學(xué)之前,讓我們對波束形成的原理有一些直觀(guān)的了解形成波束最簡(jiǎn)單的方法是對多個(gè)天線(xiàn)進(jìn)行陣列有許多方法可以使這些天線(xiàn)元件對齊,但最簡(jiǎn)單的方法之一是沿著(zhù)一條線(xiàn)對齊天線(xiàn),如下面的示例所示這里你應該看到的直觀(guān)想法是,當天線(xiàn)陣列中放置更多的天線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)單元排列在二維方格中,如下面的示例所示你在這里應該看到的直觀(guān)想法是,當你在天線(xiàn)陣列中放置更多的天線(xiàn)單元時(shí),你會(huì )得到一個(gè)更窄的波束方形天線(xiàn)陣:形成的天線(xiàn)單元越多,波束就越窄。

元素數越多,光束就越窄你可以得到的直覺(jué)是,光束沿著(zhù)軸壓縮更窄,有更多的天線(xiàn)元件光束沿軸向壓縮較窄,天線(xiàn)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(kāi)關(guān)陣列天線(xiàn):這是一種通過(guò)選擇性地從天線(xiàn)系統陣列中打開(kāi)/關(guān)閉天線(xiàn)來(lái)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(guò)改變通過(guò)每個(gè)天線(xiàn)的信號的相位來(lái)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(xiàn)端口的信號相位,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.預編碼波束形成:一種通過(guò)應用特定的預編碼矩陣來(lái)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)現了“波束形成”使用單傳輸層的TM6閉環(huán)空間復用TM7-波束形成(天線(xiàn)端口5)TM8-雙層波束形成(天線(xiàn)端口7和8