4G和5G移动通信系统中的波束形成技术：如何形成波束

现在,你会问我们,“你是怎么传送的?

”如果你想清楚地了解这一机制,你就需要转向枯燥的数学我们将在下面的文章(基本概念:阵列天线)中看到解释,但在我们学习枯燥的数学之前,让我们对波束形成的原理有一些直观的了解形成波束最简单的方法是对多个天线进行阵列有许多方法可以使这些天线元件对齐,但最简单的方法之一是沿着一条线对齐天线,如下面的示例所示这里你应该看到的直观想法是,当天线阵列中放置更多的天线单元时,你会得到更清晰的波束注:此示例图由Matlab相位ArrayAntennaToolbox创建更多的天线单元可以以阵列的形式形成更窄的波束的另一种方法是将天线单元排列在二维方格中,如下面的示例所示你在这里应该看到的直观想法是,当你在天线阵列中放置更多的天线单元时,你会得到一个更窄的波束方形天线阵:形成的天线单元越多,波束就越窄。

元素数越多,光束就越窄你可以得到的直觉是,光束沿着轴压缩更窄,有更多的天线元件光束沿轴向压缩较窄,天线单元较多。

请注意,这个插图是由MatlabPhaseArrayAntennaToolbox创建的有几种不同的波束形成方法以下是最常用的技术:1。

开关阵列天线:这是一种通过选择性地从天线系统阵列中打开/关闭天线来改变波束模式(辐射形式)的技术2.基于DSP的相位处理:这是一种通过改变通过每个天线的信号的相位来改变光束模式(辐射形式)的技术使用DSP,您可以改变每个天线端口的信号相位,以形成一个特定的波束模式,最适合一个或多个特定的UE。

3.预编码波束形成:一种通过应用特定的预编码矩阵来改变波束模式(辐射形式)的技术这就是LTE使用的技术在LTE中,以下传输模式隐式或显式地实现了“波束形成”使用单传输层的TM6闭环空间复用TM7-波束形成(天线端口5)TM8-双层波束形成(天线端口7和8