Технология 5G обеспечивает ступенчатое улучшение параметров передачи в мобильных сетях по сравнению с 4G, включая максимальную скорость передачи 20 Гбит/с, что в 20 раз выше, чем в 4G, и плотность подключения до 1000 устройств на км², что в 100 раз больше, чем в предыдущем поколении сети.
Это достигается с помощью ряда новых методов, два из которых, Massive MIMO (mMIMO) и формирование луча, имеют основополагающее значение для увеличения пропускной способности сети. Они тесно связаны между собой, поэтому описанию методов формирования луча предшествует краткое описание mMIMO.
В общем, MIMO (Multiple Input Multiple Output) – это многоантенная передача. Это означает, что для увеличения пропускной способности и улучшения качества радиолинии передатчик и приемник оснащаются несколькими антеннами. Они используют методы пространственного разнесения и пространственного мультиплексирования, передают данные одновременно и на одном и том же частотном ресурсе.
Технология позволяет реконструировать его в приемнике, несмотря на затухание по пути. Пространственное мультиплексирование, в свою очередь, состоит в разделении пакета данных на множество уникальных потоков. Их можно отправлять одновременно одному получателю (однопользовательский MIMO, SU-MIMO) или нескольким получателям (многопользовательский MIMO, MU-MIMO).
Технология MIMO лежит в основе многих современных беспроводных технологий, включая Wi-Fi и LTE. Первые версии последнего стандарта были основаны на передаче MIMO 2×2, однако увеличение вычислительной мощности процессоров позволило осуществлять одновременную обработку потоков данных в схеме MIMO 4×4. Благодаря тому, что сети 5G работают в диапазоне частот миллиметрового диапазона. Это позволяет значительно уменьшить размеры антенн, возможна передача 32х32 MIMO, а то и 64 и более, по схемам, уже именуемым Massive. МИМО.
Формирование луча
Beamforming – это метод, занявший прочное положение среди телекоммуникационных технологий, который до сих пор совершенствуется для нужд следующих поколений стандартов беспроводной передачи. В то время как он был необходим при реализации передачи SU-MIMO в старых версиях сетей LTE, в случае MU-MIMO и mmMIMO в сетях 5G стали критически важными. Он использует антенные системы, которые фокусируют сигнал в определенном направлении.
Для этого характеристики излучения отдельных антенн формируются таким образом, чтобы обеспечить требуемые результирующие характеристики излучения. При которых сигнал будет усиливаться в целевом направлении, а в других направлениях будет ослабляться. Это достигается выделением и синхронизацией значений амплитуды и фазы сигналов отдельных антенн в матрице MIMO.
Хотя реализация метода формирования луча увеличивает сложность и стоимость, она дает важные преимущества. В основном это: возможность подбирать мощность в зависимости от удаленности от приемников. Таким образом улучшать качество сигнала для наиболее удаленных от передатчика за счет его усиления. А для ближайших к нему, за счет уменьшения его мощности и увеличения сигнала до коэффициент шума. Это улучшает качество передачи в каналах передачи, где сигнал подвержен сильному затуханию и помехам.
Читайте также: Япония сосредоточена на развитии сети 6G
