MIMO y diseño de matrices para 5G

Exportación de datos de antenas para simulaciones de canales

Las simulaciones de canal permiten predecir el rendimiento de los sistemas en un entorno realista, como un hogar conectado, un entorno de oficina en interiores o un escenario urbano o suburbano en exteriores. El realismo de este tipo de análisis mejora considerablemente si se incluyen las características clave de las antenas de un dispositivo predichas por XFdtd. Para facilitarlo, XFdtd puede exportar los siguientes tipos de datos de antena:

• Diagramas de radiación de antena en 3D, incluyendo:

  • Patrón único para cada elemento de la antena MIMO

  • Patrones específicos de frecuencia

• Disposición de elementos de antena MIMO

• Libros de códigos MIMO

• Parámetros S multipuerto MIMO

En el caso de los sistemas MIMO, los diseños 3D pueden exportarse para importar directamente la definición física completa de una antena o matriz. Además, los scripts de optimización pueden crear libros de códigos personalizados y pueden utilizarse parámetros S multipuerto para incorporar el impacto del acoplamiento mutuo en el análisis del rendimiento.

MIMO y análisis de sistemas de comunicación

Teniendo en cuenta el diseño de la antena MIMO y las características del canal 3D, el analizador de sistemas de comunicación de Wireless InSite permite al ingeniero de RF evaluar el funcionamiento de un dispositivo 5G en el escenario previsto.

Para empezar, se aplica una técnica MIMO a cada transmisor y receptor. Esto mejorará el rendimiento del sistema aumentando la relación señal-interferencia-más-ruido (SINR), proporcionando múltiples flujos de datos paralelos, o ambas cosas. Wireless InSite modela las siguientes técnicas MIMO:

• Diversidad de antenas

• Multiplexación espacial

• Formación de haces

Las técnicas MIMO determinan cómo se transmiten los datos a través del entorno 3D. Una vez conocido esto, Wireless InSite determina cuántos datos pueden transmitirse. Se accede a las siguientes métricas para cada flujo de datos y enlace punto a punto: 

• Rendimiento y capacidad
  
  
• Tasa de error de bits (BER)
  
  
• Ruido, interferencias y SINR

El resultado es una potente herramienta que los ingenieros utilizan para determinar si su dispositivo cumplirá los requisitos de rendimiento 5G en un entorno operativo realista.

Cuando se importan parámetros S multipuerto a partir de datos de medición o simulaciones de onda completa, el análisis puede captar el impacto del acoplamiento mutuo entre elementos MIMO. Los sistemas MIMO dependen de canales que no están correlacionados, por lo que el acoplamiento mutuo puede degradar el rendimiento de técnicas MIMO como la multiplexación espacial, cuyo objetivo es generar flujos de datos ortogonales. También puede degradar la formación de haces MIMO si los pesos del libro de códigos no se ajustan para compensarlo, como se muestra en la figura de la derecha. Durante el análisis MIMO, los parámetros S se aplican para captar el efecto del acoplamiento mutuo en la matriz del canal, y el análisis posterior incorporará este efecto en el rendimiento previsto en términos de SINR y rendimiento.