MIMO y diseño de matriz para 5G

Los ingenieros de antenas favorecen sistemas avanzados de antenas capaces de la dirección del haz y transmisión de múltiples datos para cumplir con los requisitos de rendimiento 5G.  Diseñar un dispositivo de este tipo es una tarea difícil porque muchos factores están involucrados en el rendimiento de un dispositivo:

  • Acoplamiento de antena dentro de la carcasa de un dispositivo

  • Efectos de la propagación de trayectos múltiples

  • Los esquemas de transferencia de datos

XFdtd Y InSite inalámbrico garantizar un proceso de diseño de dispositivos completo, desde simular el patrón de antena inicial hasta calcular el rendimiento de desempeño en un modelo de canal multitrayecto. Juntos, los productos aseguran que un dispositivo funcionará bien en su entorno previsto. 

Cuatro posibles vigas para una matriz de 28 GHz

El rendimiento del dispositivo autónomo

Portátil con una antena MIMO de cuatro elementos

El software de simulación electromagnética del dominio del tiempo de RemCom, XFdtd, permite un análisis en profundidad del rendimiento autónomo de un dispositivo.  Los modelos CAD detallados de las antenas, PCB y el conjunto de dispositivos se importan de Pro Engineer, Allegro y otros paquetes de software.  Los siguientes resultados están disponibles a partir de una simulación de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD) única:

  • El aislamiento de antena

  • Correlación cruzada de envolvente

  • La eficiencia de la antena

  • Los patrones de radiación

Un ingeniero RF necesita ir más allá del funcionamiento autónomo de la antena para asegurar el rendimiento suficiente del dispositivo 5G.  Los resultados de una simulación XFdtd que caracterizan el rendimiento de una antena se exportan fácilmente a Wireless InSite donde se analiza el dispositivo en su entorno previsto.

Para obtener recursos adicionales, visite nuestro XFdtd para la página de diseño de dispositivos 5G...

Modelo de canal 3D

Diseño de oficina con punto de acceso (AP) y ubicación de un solo portátil

los escenarios de propagación 3D se pueden modelar en el software de predicción inalámbrica de RemCom, Wireless InSite.  Los entornos de pruebas genéricos y específicos del sitio se crean importando terreno, definiendo planos de planta, especificando ubicaciones de estación base o puntos de acceso y proporcionando información de material.  Los diseños de antena de XFdtd se prueban en aplicaciones que incluyen:

  • Bloques de ciudad para el despliegue de estaciones base de células pequeñas

  • Exterior a interior para escenarios de acceso inalámbrico fijo

  • Los edificios de oficinas para la planificación de acceso WiFi

Ubicación del AP en la esquina de la oficina

Wireless InSite utiliza modelos de trazado de rayos de alta fidelidad para determinar la propagación de trayectos múltiples a través del entorno 3D.  Estas capacidades líderes de la industria incluyen la capacidad de analizar:

  • terreno 3D, edificios y planos de planta

  • Detalles estructurales finos, incluyendo bordillos, marcos de ventanas, sillas y escritorios

  • Dispersión difusa en ondas milimétricas

  • Atenuación de árboles, arbustos y otras hojas

Las trayectorias de propagación entre el AP y la ubicación única del ordenador portátil

Los transmisores y receptores se componen de uno o más elementos de antena.  Wireless InSite computa el enlace entre cada elemento de la antena en el transmisor y el receptor y reporta los resultados incluyendo:

  • Respuesta de impulso compleja en cada receptor

  • El poder recibido

  • Los mapas de cobertura

  • Perfiles de retardo de alimentación

  • H-matrices que conectan cada elemento de antena en una estación base o punto de acceso a los de un UE o dispositivo

Una vez que se ha caracterizado el escenario de propagación 3D, los sistemas de comunicación se pueden superponer para determinar el rendimiento y las métricas de capacidad.

Métricas del sistema de comunicación

Dado el diseño de la antena y el modelo de 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.

Cobertura de rendimiento para todas las ubicaciones de portátiles

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

  • Diversidad de antenas

  • Multiplexación espacial

  • Beamforming

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

  • El rendimiento y la capacidad

  • Tasa de error de bits (BER)

  • Ruido, interferencia y SINR

Esto se traduce en una poderosa herramienta que los ingenieros utilizan para determinar si su dispositivo cumple con los requisitos de rendimiento de 5G en un entorno operativo realista.

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