电子发烧友网>通信网络> > 正文

如何克服模拟波束形成的局限性

2021年02月23日 16:34 次阅读

波束形成是一种用于蜂窝通信和其他应用的成熟技术。波束形成最初是基于各种模拟信号链技术和过程发展起来的。一般来说,波束形成将天线阵列元素组合在一起,以控制的角度引导信号,使特定接收机能够接收达到最大信号。

模拟波束形成可以提高发射机和接收机的空间选择性和效率。然而,它仍然受到基于数字技术增强模拟处理的下一代波束形成技术的限制。数字波束形成或混合数字/模拟波束形成可以克服模拟波束形成的局限性,包括:

天线元件由单个数据流馈电,限制了数据速率;

灵活性不高;

可用光束的数量在硬件中是固定的;

由于针对数字域中的每个天线优化了不同的信号,因此数字波束成形可以克服这些限制并提供更大的灵活性。通过数字波束形成,不同的功率和相位可以分配到不同的天线和不同频段。此外,数字波束形成支持空间多路复用,使不同频段(子载波)具有不同的指向性。频域波束形成包括支持不同子载波的不同波束的能力,但频域波束形成的实现需要数字波束形成。

在时域波束形成的情况下,相同的波束应用于整个频率载波。时域波束形成通常用模拟波束形成技术来实现,虽然它也可以用数字波束形成来实现。但有一些技术限制阻碍了数字化波束形成的全面采用。

如今,全毫米波数字波束形成的两个重要问题是基带处理器的成本和电力需求。为了减少这些担忧,必须用低分辨率的转换器实现全毫米波数字波束形成,以保持前端的功耗在一个可管理的水平下。因此,从全数字方法所期望的空间多路复用增益只能以不可接受的信号退化代价来实现。

更糟糕的是,今天的通信协议都是基于使用模拟或混合波束形成的假设来设计的。这限制了充分利用数字波束形成的潜在优势的能力。在未来,控制和数据通道协议的规范可能会被修改,使全数字波束形成能够交付所需的低延迟通信和高质量的服务(QoS)。

针对全数字波束形成或全模拟波束形成存在的问题和局限性,一种有前景的解决方案就此诞生——混合波束形成。混合波束形成使用基带数字处理和射频域模拟处理的组合。几种混合波束形成解决方案正在开发中,在数字域和模拟域之间以及域内采用不同的系统划分方法。以寻求数字基带处理与模拟射频信号链处理的最佳组合。

RF域内,数字基带处理与模拟移相器相结合的可触混合波束形成结构

在众多可能的混合波束形成体系中,两个例子是全连接体系和子连接体系。在全连接结构中,每个射频链与所有天线相连。每个数字收发器的传输信号通过一个专用的射频路径(带有混频器,功率放大器,移相器等)。它在连接到天线之前被叠加。该方法具有较高性能,但同时也带来了较高的复杂性和能耗。使用这种方法的每台收发机实现全波束形成,预计可用于基站和类似的固定安装。

另一种被称为子连接波束形成体系结构的方法更适合于手机和其他应用程序,如汽车。在子连接波束形成中,每个射频信号链仅连接到可用天线的一个子集。这使得子连接架构更简单、更节能,但它的频谱效率较低,不适合频谱效率很重要的大型安装领域。

目前,为了补充现有的模拟和混合方法,研究人员还在开发波束形成和毫米波传输的新技术。例如,全息波束形成也可以在软件控制下塑造天线的无线电模式。你可以认为这是一种软件定义的天线。最近开发的电子扫描天线技术,称为超材料表面天线技术,是基于衍射超材料的概念,利用高双折射液晶实现电子扫描。

除了超材料天线和全息波束形成,还有人对开发超材料来制造用于5G和未来6G网络的智能、数字控制反射面感兴趣。但使用智能反射面来控制无线传播环境是一大挑战。为此研究人员就要开发一种二维的超材料阵列的智能反射面,它可与电磁波的相互作用可以被控制,例如通过调节表面阻抗的变化。在6G中,这些表面可以将无线信号从发射机定向到接收机。最终的设想是根据无线信号数据来描述智能反射表面的行为,并开发一种控制算法来配置反射表面,以帮助无线通信

5G通信的数字波束形成和相关技术发展迅速。这些技术以及智能控制反射面等相关技术预计将成为设计未来5G安装的重要元素。
编辑:hfy

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

对话FPGA原厂——既聊技术,也谈市场

感谢大家对Mil往期FPGA直播的支持!最后一期,大家要继续加油哟!关于直播中,Mill老师有提到的FPGA众筹,为大家
发烧友学院发表于 2019-05-22 00:00 17068次阅读
对话FPGA原厂——既聊技术,也谈市场

华为正式发布华为 5GtoB 解决方案

在 2021 MWC 上海期间,华为举办了主题为 “5G 共创新价值”的分论坛。华为常务董事、运营商....
发表于 2021-02-23 16:16 46次阅读
华为正式发布华为 5GtoB 解决方案

资讯:五部门约谈特斯拉公司 特斯拉回应将全面加强...

到去年底通州已建设5G基站1313个,今年规划建设的5G基站将超过500个。北京铁塔公司2月8日披露....
发表于 2021-02-23 16:11 31次阅读
资讯:五部门约谈特斯拉公司 特斯拉回应将全面加强...

苹果公司的最新产品泄漏

路透社对外泄密了苹果公司的最新产品。报道指出,苹果公司正在开发一种“磁吸式充电包”,这款产品的本质是....
发表于 2021-02-23 16:06 50次阅读
苹果公司的最新产品泄漏

韩国5G用户在去年年底达到了1185万,在12月...

2月23日消息,据国外媒体报道,目前全球已有众多国家推出了5G商用网络,5G用户的数量也在不断增加,....
发表于 2021-02-23 16:05 60次阅读
韩国5G用户在去年年底达到了1185万,在12月...

中国累计建成5G基站超过71.8万个,5G终端连...

2月23日消息:在今天的2021年世界移动通信大会上海展的开幕式上,工业和信息化部刘烈宏副部表示,中....
发表于 2021-02-23 15:57 55次阅读
中国累计建成5G基站超过71.8万个,5G终端连...

全球芯片荒持续,国产芯片加速崛起

早在2020年12月,汽车行业就出现了芯片告急的情况,如今两个月时间过去,这一问题非但没有解决,反而....
发表于 2021-02-23 15:48 92次阅读
全球芯片荒持续,国产芯片加速崛起

中国移动2020年5G手机在智能手机市场占有率超...

2月23日,在MWC上海的开幕上,工信部副部长刘烈宏透露,目前中国已建成开通71.8万个5G基站,约....
发表于 2021-02-23 15:48 44次阅读
中国移动2020年5G手机在智能手机市场占有率超...

谷歌Pixel 5a渲染图和部分配置信息曝光

在去年8月份,9to5Google曾报道称谷歌将会在2021年发布谷歌Pixel 5a,定位中端。而....
发表于 2021-02-23 15:36 49次阅读
谷歌Pixel 5a渲染图和部分配置信息曝光

苹果正在招募人才研究6G通信技术

在5G网络技术上,中兴、华为专利优势已经无法忽视。虽然不少国家和地区以莫须有的罪名,禁止运营商使用中....
发表于 2021-02-23 15:34 60次阅读
苹果正在招募人才研究6G通信技术

华为获得全球运营商超1000份5G行业应用合同

根据爱立信公布的最新数据,公司已经在全球范围内成功拿下127份5G商用订单;诺基亚的5G商用合同数量....
发表于 2021-02-23 15:34 51次阅读
华为获得全球运营商超1000份5G行业应用合同

台积电今年资本支出金额或创历史新高

据台积电官网信息显示,公司董事会核准资本预算约117亿9480万美元(约3,242亿9,327万元新....
发表于 2021-02-23 15:19 67次阅读
台积电今年资本支出金额或创历史新高

全新Android 12系统Pixel 4a 5...

对于国内的手机用户们而言,双卡双待已经是见怪不怪的事情了。不过对于国外的手机用户们而言,想要一个手机....
发表于 2021-02-23 14:58 30次阅读
全新Android 12系统Pixel 4a 5...

2020年Q4苹果智能手机出货量超过三星

2月23日消息,市场研究机构Gartner发布最新统计数据显示,苹果2020年第四季度智能手机出货量....
发表于 2021-02-23 14:57 100次阅读
2020年Q4苹果智能手机出货量超过三星

杨元庆透露:联想申请5G专利数已超1200项,全...

2月23日消息,联想集团董事长、CEO杨元庆在2021 MWC上海展开幕式上发表主旨演讲。杨元庆认为....
发表于 2021-02-23 14:55 90次阅读
杨元庆透露:联想申请5G专利数已超1200项,全...

华为Mate X2折叠屏旗舰体验评测

华为Mate X2发布了,和爆料中一样,新折叠屏旗舰采用了全新的内折设计,并搭载了内外双屏,对比前作....
发表于 2021-02-23 14:51 173次阅读
华为Mate X2折叠屏旗舰体验评测

5G网络投资“加码”,5G覆盖率现在如何?

5G网络商用已经有一年多了,我国在5G方面加速推进,如今有了巨大的进展。根据官方公布的数据显示,现在....
发表于 2021-02-23 14:47 73次阅读
5G网络投资“加码”,5G覆盖率现在如何?

Mate X2发布,华为手机起死回生?

日前,华为余承东发布了新款折叠屏手机 Mate X2。256GB 售价 17999 元,512GB ....
发表于 2021-02-23 14:39 133次阅读
Mate X2发布,华为手机起死回生?

中国已累计建成超71.8个5G基站

在今天的2021年世界移动通信大会上海展的开幕式上,工业和信息化部刘烈宏副部表示,中国累计建成5G基....
发表于 2021-02-23 14:37 60次阅读
中国已累计建成超71.8个5G基站

10Gbps 5G赋予了我们大胆想象的空间

马德嘉博士表示:移动行业令人兴奋之处就在于它惊人的发展速度及其带来的巨大影响。大约每5年,无线网络的....
发表于 2021-02-23 14:33 75次阅读
10Gbps 5G赋予了我们大胆想象的空间

广电入局5G运营商有什么优势和劣势?

2019 年,工信部在发放 5G 牌照时,一共发布了 4 张,几乎所有人都知道其中三家是中国移动、中....
发表于 2021-02-23 14:31 124次阅读
广电入局5G运营商有什么优势和劣势?

射频前端如何快速演进

面向5G的宽带包络追踪技术,是高通在射频前端领域的一大创新。该技术能够极度精细地管理5G终端发射无线....
发表于 2021-02-23 14:28 64次阅读
射频前端如何快速演进

5G刺激中国运营商总资本支出激增 投资近2100...

5G刺激中国运营商总资本支出激增。 在2021年世界移动通信大会上海展(MWC)期间,GSMA正式发....
发表于 2021-02-23 14:28 110次阅读
5G刺激中国运营商总资本支出激增 投资近2100...

三大运营商自制的手机是智商税吗?

在咆哥脑海中一直有这样一个困惑,至今也是无解! 卖光碟的顺带卖卖 DVD,做电商的也可以顺带做做物流....
发表于 2021-02-23 14:27 92次阅读
三大运营商自制的手机是智商税吗?

SA:中频段有望成为 5G 时代的黄金频段

今日上午,StrategyAnalytics 发布报告称,美国 FCC 对 3.7-3.98 GHz....
发表于 2021-02-23 14:23 66次阅读
SA:中频段有望成为 5G 时代的黄金频段

人工智能、物联网和5G技术的发展背后

没有不付出代价的胜利。然而,我们经常忘记这一点,并要求立即获得胜利。在全球社会寻求新冠肺炎疫苗和企业....
发表于 2021-02-23 14:09 165次阅读
人工智能、物联网和5G技术的发展背后

下一代5G射频前端如何支持终端厂商设计顶级5G终...

第2代高通5G固定无线接入平台还采用了高通QTM547增程毫米波天线模组。高通QTM547增程毫米波....
发表于 2021-02-23 13:36 82次阅读
下一代5G射频前端如何支持终端厂商设计顶级5G终...

测试电缆在使用时应该注意哪些事项

测试电缆是一种常用的射频电缆产品,在无线通信领域是一种常用的高精密的系统测试耗材,通常与测试仪器配套....
发表于 2021-02-23 13:35 0次阅读
测试电缆在使用时应该注意哪些事项

2021年5G市场发展方向预测

下一代设备及网络测试、保障和分析解决方案领域厂商思博伦通信基于其对2020年600余项全球5G合作项....
发表于 2021-02-23 13:04 87次阅读
2021年5G市场发展方向预测

MWC上海展重启,三大运营商股价大涨

受新冠疫情影响而停摆一年的世界移动大会(MWC)在上海重启,2月23日~25日,GSMA将举办MWC....
发表于 2021-02-23 11:59 399次阅读
MWC上海展重启,三大运营商股价大涨

截至2020年底已开通5G基站超70万个

2月23日消息,在2021 MWC上海展开幕式上,中国电信集团有限公司董事长柯瑞文通过线上的方式发表....
发表于 2021-02-23 11:52 70次阅读
截至2020年底已开通5G基站超70万个

中国电信柯瑞文:5G发展仍为发展初期,进一步孕育...

2月23日消息,在2021上海世界移动通信大会上,中国电信董事长柯瑞文表示,即使面对疫情,国内5G建....
发表于 2021-02-23 11:48 401次阅读
中国电信柯瑞文:5G发展仍为发展初期,进一步孕育...

5G消息:产业生态快速成形,全球商用前景广阔

自2020年4月8日中国三大运营商发布《5G消息白皮书》以来,5G消息产业链各方都在紧密锣鼓地推进。....
发表于 2021-02-23 11:45 168次阅读
5G消息:产业生态快速成形,全球商用前景广阔

2021 MWC上海展将于2月23日至25日举行

去年因疫情而停办了一年的世界移动大会(MWC)今年重磅回归线下,因疫情原因,主办方GSMA将以往原定....
发表于 2021-02-23 11:40 302次阅读
2021 MWC上海展将于2月23日至25日举行

中国建设5G网络已耗费超2600亿

在今天开幕的上海MWC展会上,工信部副部长刘烈宏透露,中国在5G网络建设方面的累计投入已经超过260....
发表于 2021-02-23 11:39 83次阅读
中国建设5G网络已耗费超2600亿

2021年或迎来折叠屏手机的爆发之年

在这场线上直播发布会上,华为常务董事、消费者业务CEO余承东首先谈到:“2020年是我们非常困难的一....
发表于 2021-02-23 11:38 284次阅读
2021年或迎来折叠屏手机的爆发之年

基于展锐平台的移远5G模组已实现商用,让5G惠及...

在硬件设计上,RG500U-CN采用4天线设计,在保证优异的空口性能的同时,天线数的减少使客户端整机....
发表于 2021-02-23 11:33 111次阅读
基于展锐平台的移远5G模组已实现商用,让5G惠及...

中国移动1月新增5G用户396.8万

随着5G网络技术的飞速发展,我国5G通信领域已正式进入“快车道”,再加上各种千元甚至百元的5G终端“....
发表于 2021-02-23 11:33 111次阅读
中国移动1月新增5G用户396.8万

华为携手产业伙伴共同举办业界首次5G发布会

5G不仅为当下的经济做出了贡献,也会为未来的经济做出贡献。2月22日,GSMA(全球移动通信系统协会....
发表于 2021-02-23 11:29 79次阅读
华为携手产业伙伴共同举办业界首次5G发布会

Pixel 5a高清渲染图曝光:6.2吋打孔屏+...

知名爆料人士 Steve Hemmerstoffer(网名 Onleaks)近日分享了 Pixel ....
发表于 2021-02-23 11:28 128次阅读
Pixel 5a高清渲染图曝光:6.2吋打孔屏+...

疫情过后数字时代的支持政策 4G 达到顶峰,5G...

2 月 23 日消息 “2021 年世界移动通信大会上海展(MWC21)”于 2 月 23 日至 2....
发表于 2021-02-23 11:19 152次阅读
疫情过后数字时代的支持政策 4G 达到顶峰,5G...

韩国或为中低频5G信号增添470MHz频宽

2月22日消息,2月19日,晚点 LatePost 表示,他们从多个信息源获悉,小米已确定造车。当天....
发表于 2021-02-23 11:14 175次阅读
韩国或为中低频5G信号增添470MHz频宽

工信部:中国 5G 网络建设方面累计投入已经超过...

据第一财经,今日上午,在上海召开的 MWC 大会上,工信部副部长刘烈宏透露,中国在 5G 网络建设方....
发表于 2021-02-23 11:05 150次阅读
工信部:中国 5G 网络建设方面累计投入已经超过...

汽车“缺芯”使欧洲半导体业捉襟见肘

据麦肯锡分析,欧洲若想在处理器和存储芯片方面追赶上东亚和美国,至少要10年到15年的时间,而目前看不....
发表于 2021-02-23 11:04 183次阅读
汽车“缺芯”使欧洲半导体业捉襟见肘

iPhone 12系列重回全球智能手机销冠第一

2月22日消息,去年10月,苹果正式发布了iPhone 12系列手机,其中包括iPhone 12 m....
发表于 2021-02-23 10:55 205次阅读
iPhone 12系列重回全球智能手机销冠第一

2020年Q4苹果成为全球最大的智能手机厂商

外媒报道,据 Gartner 的市场数据显示,苹果在 2020 年第四季度超越三星,成为全球最大的智....
发表于 2021-02-23 10:53 138次阅读
2020年Q4苹果成为全球最大的智能手机厂商

5G结合区块链技术,如何助力构造智能工厂?

随着工业互联网在智能工厂的深度融合,大幅提升了工业设备终端的智能化、信息化程度,同时也引发了一系列新....
发表于 2021-02-23 10:52 159次阅读
5G结合区块链技术,如何助力构造智能工厂?

深圳华强拟1000万参股5G芯片设计企业星思半导...

深圳华强公布,公司于2021年2月22日召开董事会会议,审议通过了《关于公司拟参股星思半导体暨签署战....
发表于 2021-02-23 10:51 121次阅读
深圳华强拟1000万参股5G芯片设计企业星思半导...

苹果重夺全球智能手机销量冠军

据报道,尽管还在遭受疫情,但苹果在2020年的最后一个季度的手机出货量还是超过了其他制造商。根据市场....
发表于 2021-02-23 10:46 171次阅读
苹果重夺全球智能手机销量冠军

三种磁传感器开关在物联网中的应用分析

三种磁传感器开关在物联网中的应用 越来越普遍的磁传感器应用是触发“开机”功能。尤其对于气密,小型电池....
发表于 2021-02-23 10:27 0次阅读
三种磁传感器开关在物联网中的应用分析

预计2030年,5G升级将为全球经济贡献6000...

2月22日,GSMA(全球移动通信系统协会)在MWCS21(世界移动通信大会上海)开幕前发布报告称,....
发表于 2021-02-23 10:23 89次阅读
预计2030年,5G升级将为全球经济贡献6000...

5G通信天线系统中电磁兼容解决方案

随着5G通信技术的诞生和发展,高速电子设备集成度和时钟频率逐渐升高,日渐复杂的电磁环境使得电子设备饱....
发表于 2021-02-23 10:17 127次阅读
5G通信天线系统中电磁兼容解决方案

折叠屏手机开始起势,行业格局将再添变数

最近,折叠屏手机再度成为手机行业热议话题,苹果、小米、vivo、荣耀等手机厂商有相关产品或专利曝光,....
发表于 2021-02-23 10:12 112次阅读
折叠屏手机开始起势,行业格局将再添变数

华为正式对外发布5GtoB解决方案

2月22日,在2021年世界移动大会上海站开幕前夕,华为今日正式对外发布5GtoB解决方案。华为常务....
发表于 2021-02-23 10:11 95次阅读
华为正式对外发布5GtoB解决方案

华为携手伙伴举办业界首部5G使能千行百业的专著

2月22日消息,在2021 MWC 上海期间,华为携手产业伙伴共同举办了业界首部5G使能千行百业的系....
发表于 2021-02-23 09:58 121次阅读
华为携手伙伴举办业界首部5G使能千行百业的专著

华为Mate X2手机的亮点介绍

芯片方面,华为Mate X2搭载麒麟9000芯片,是目前晶体管数最多、集成度最高和性能最全面的5G ....
发表于 2021-02-23 09:52 143次阅读
华为Mate X2手机的亮点介绍

5G和雷达系统以及数字处理IC

其中最不寻常的演示是将Google内置于其Pixel 4手机中的60GHz“ Soli”雷达上的盖子....
发表于 2021-02-23 09:52 81次阅读
5G和雷达系统以及数字处理IC

华为Mate X2将首批升级HarmonyOS系...

2月22日晚8时,华为召开春季发布会,会上发布了新一代折叠旗舰手机华为Mate X2。该机采用业界独....
发表于 2021-02-23 09:46 113次阅读
华为Mate X2将首批升级HarmonyOS系...

中国联通4G用户累计达2.73亿户,5G用户数情...

中国联通今日正式公布1月份运营数据。数据显示,中国联通移动4G用户1月净增273.9万户,累计达到2....
发表于 2021-02-23 09:32 223次阅读
中国联通4G用户累计达2.73亿户,5G用户数情...

未来几年4G将保持下降之势,5G逐渐开始发力

作为全球通信行业风向标,“2021 年世界移动通信大会上海展(MWC21)”于 2 月23 日至 2....
发表于 2021-02-23 09:28 85次阅读
未来几年4G将保持下降之势,5G逐渐开始发力

华为5G折叠屏手机Mate X2惊艳亮相!250...

2月22日晚间8点,华为消费者业务CEO、常务董事余承东在线上发布了华为最新折叠屏手机Mate X2....
发表于 2021-02-23 08:38 706次阅读
华为5G折叠屏手机Mate X2惊艳亮相!250...

无线通信的基础知识介绍

无线通信的基础知识
发表于 2021-02-04 06:57 0次阅读
无线通信的基础知识介绍

无线通信链路结构及各模块功能

  无线链路的作用就是将来自模拟信源的信息经过一个模拟无线传输信道传到模拟信宿,信息的数字化仅仅是为了增加链路...
发表于 2021-02-02 16:46 2323次阅读
无线通信链路结构及各模块功能

简易电报机(27MHz短距离10m发射和接收)

一、前言 最近寻思找个简单的电路做一做,来锻炼一下自己的动手能力,寻找了半天,找到了一个简易电报机的电路图和...
发表于 2021-01-28 13:56 909次阅读
简易电报机(27MHz短距离10m发射和接收)

【年度精选】2020年度TOP10榜单——FPGA技术论坛经验

本榜单汇总了2020年阅读量最多的经验帖,都是深受各位嵌入式开发好者喜欢的开发经验,相信你也能从中找到适合自己的知...
发表于 2021-01-14 18:09 611次阅读
【年度精选】2020年度TOP10榜单——FPGA技术论坛经验

无线通信的最佳选择-蓝牙技术

无线通信系统通常采用无线电作为基础的物理基础,以将数据从一个设备传输到另一个设备。蓝牙技术是一种无线电通信技术...
发表于 2021-01-12 10:54 505次阅读
无线通信的最佳选择-蓝牙技术

无线通信中的术语汇总

无线通信中的术语介绍
发表于 2020-12-21 06:02 101次阅读
无线通信中的术语汇总

无线通信频谱的分类

无线通信频谱有哪些类型?
发表于 2020-12-08 06:15 101次阅读
无线通信频谱的分类

无线通信网关种类及注意事项

  无线通信网关是利用无线技术进行传输的一种网关,被广泛应用于车辆监控、遥控、遥测、小型无线网 络、无线抄表、门...
发表于 2020-12-02 14:05 101次阅读
无线通信网关种类及注意事项

避免无线通信时的同频干扰的方法有哪些?

      在物联网高速发展的现在,各个频段的应用几乎达到了极致,这就导致了不同模块之间的相互干...
发表于 2020-10-22 06:15 101次阅读
避免无线通信时的同频干扰的方法有哪些?

大联大诠鼎 Semtech (AcSip) S76G 试用 结项

首先感谢电子发烧友与大联大提供的这次Semtech(AcSip) S76G开发板试用机会。经过近2个月对该开发套件的初步学习和...
发表于 2020-10-20 15:41 101次阅读
大联大诠鼎 Semtech (AcSip) S76G 试用 结项