תפקיד מגוון הפולרציה ביצועי המערכת מימו

למה Polarization Diversity Matters in Modern MIMO Systems

האבולוציה המהירה של תקשורת אלחוטית - מ 4G LTE ועד 5G ומעבר - הביקושים של אי פעם גבוה יותר, אמינות טובה יותר, ושימוש יעיל יותר של ספקטרום הרדיו.מספר טכנולוגיה של Input Output (MIMO) הפכה אבן הפינה של ההתקדמות הזו, ומאפשרת מספר זרמי נתונים להיות מועברים ולקבל בו זמנית.

הבנת המגוון של Polarization: The Basics

מה זה Polarization?

(ב) Polarization מתאר את הכיוון של שדה חשמלי וקטור של גל אלקטרומגנטי כפי שהוא מפיץ דרך החלל.בתקשורת אלחוטית, שלוש מדינות קיטוב ראשוניות משמשות בדרך כלל: FLT:0 לינארית (FLT) 1 (מולי או אופקי), בין אם כן, את אמצעי הפחתת אותות הקוטביים המובילים (מימין או שמאלי), ו-LTF:4ellipticalization (Flastation) עם מצביקת ביניים, בין מרכיביו של מצב של הפחתת אותות, לבין שיפור משמעותי (אפקטיביים).

כיצד פועל Polarization

המגוון של Polarization מקטין את העובדה כי מדינות קיטוב עצמאיות מרובות ניתן להשתמש כדי לשדר ולקבל אותות ללא התערבות הדדית משמעותית. במערכת MIMO טיפוסית המעסיקה מגוון קוטב, אנטנה נועדו או מוגדר לפעול על קוטבי אורוגן - לדוגמה, אלמנט אנטנה אחד מעביר אות מקוטב אנכית בעוד אחר משדר אות מקוטב אופקי, או אנטנה אחת כוללת יציאות כפולות, כגון, אשר מקטין את אותות מקוטבים, כמו גם את ההסתברות, כי הוא להפחית את ההסתברות גבוהה, כלומר, 000, כי הוא גם להפחתה של כל אלה, כי הוא מקבלי תיבות של כל אלה, כי הוא נמוך יותר, כי הוא פחות או אנטנות גבוהה יותר, כי הוא מקבל את ההסתברות גבוהה יותר, כי הוא להפחית את ההסתברות גבוהה יותר, כי הוא להפחית את ההסתברות גבוהה יותר, כי הוא גם את ההסתברות גבוהה יותר, 000.

השוואה עם מגוון ספאטי ו Temporal

מגוון Polarization הוא אחת מטכניקות שונות המשמשות ב MIMO.FLT:0 (Spatial Varial Varial Varial VarianceFLT:1) מבוסס על הפרדה פיזית בין אנטנה (בדרך כלל מספר אורכי גל) כדי להשיג אותות הקשורים לתפאורה:2 חיישנים מרווחים ב-IoT, משתמשים לעתים קרובות במגוון רחב של אנטרקינטקטלא-סגול (למשל, חיבור ושילוב) של אנטנות זעירה (אונדנטלית טווח קטן במיוחד) ללא אנטרקאלית (למשל, כולל אנטרקאלית) שיכולה (אך אנטרקאלית (אך) שיכולה) עם אנטנות זעירה (אך אינה מאפשרת מגוון רחב יותר) עם אנטרקאלית (אך יעילה במיוחד עם אנטרקאלית (למשל, כולל אנטרקאלית (אונדפולקטיבית) עם אנטרקאלית (למשל, עם אנטרקאלית (למשל, כולל אנטנות קטנה) עם אנטרקאלית (למשל, עם מגוון רחב יותר) עם אנטרקאלית (למשל, עם אנטרקאלית (למשל, כולל אנטרקטיבית טווח מינימלית טווח מינימלית טווח מינימלית טווח מינימלית) עם אנטרקטיבית) עם אנטרקאלית (

היתרונות העיקריים של Polarization גיוון ב MIMO Systems

המונחים: Signal Reliability and Fade Mitigation

בערוצים אלחוטיים, ריבוי דרכים גורם אותות להגיע למקלט דרך נתיבים רבים, כל אחד עם אדפטים שונים, שלבים, קיטובים, וקוטביזציה.אם המשדר והמקבל משתמשים רק בקוטב יחיד, דעיכה עמוקה בקוטב הזה יכול לגרום לאובדן מוחלט של תקשורת.

יכולת מערכת מוגברת ויציבות ספקטרלית

(המערכות MIMO משיגות שיעורי נתונים גבוהים על ידי העברת מספר זרמי נתונים עצמאיים באותה הלהקה (מספרים מרובים) של Polarization למעשה מכפיל את מספר הערוצים המרחביים הזמינים לגורם האנטנה - אנטנה דו-קוטבית יכולה לתמוך בשני זרמים בו-זמנית, ביעילות מכפילה את הרווח המולטי של מספר הקטבים ללא הגדלת מספר האנאנטנות הפיזיות.

שיפור השימוש ב- Spectrum Utilization וניהול הבין-תחומי

מגוון Polarization מאפשר שימוש יעיל יותר בספקטרום הרדיו הקטן.על ידי העברת קלקלקליזציה אורטוקואידית בו זמנית, המערכת יכולה להשתמש באותה הלהקה לזרמים מרובים, שיפור יעילות (bits/s/sHz)FLT:1 נוסף, כי אוטגוניסטוטה פחות מתואמים, הם יכולים לשמש להפרעה עבור ביטול וסימנים עירוניים (MO) במיוחד על בסיס ריכוזי תיבות של Microsoft, במיוחד על בסיס ספקטרום (MO) הוא הפרעה מרכזית של שימוש ב-i-i-i-i-i-i-i-iOS-iOS) הוא הפרעה שונה, לדוגמה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, עבור סימנים מקבצי מיקרוסקופיתוק מרכזי של שימוש בסימנים מקבצי מיקרוסקופיתוק מרכזי של שימוש ב-cookies (מתקני מיקרו-cooked.

גודל אנטנה ועלויות

אחד היתרונות המעשיים של מגוון קוטביות הוא שניתן ליישם מבלי לדרוש מערך אנטנה גדול.אנטנה חד-קוטבית אחת תופסת את אותה טביעת הרגל פיזית כמו אנטנה חד-קוטבית, אך מספקת פעמיים את הענפים השונים.זה קריטי עבור מכשירים קומפקטיים כמו טלפונים חכמים, שבו שטח לאנטנות מוגבל יותר, אנטנה מודרנית באמצעות טכניקות כמו FLT:0MIMOization מספר רב של מספר רב של מספר רב של קומפקטיות כמו תאים קלים יותר ויותר (כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, פחות מצמצם את רמות ייצור קל יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, אנטנות מודרניות, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, אנטנות מודרניות, יותר, יותר, יותר, יותר, קומפקטיות יותר, יותר, קומפקטיות יותר, יותר, לעומת זאת, אנטנות מודרניות באמצעות טכניקות כמו קומפקטיות יותר, שימוש בטכניקות כמו קומפקטיות יותר, קומפקטיות יותר, כמו קומפקטיות יותר, כמו קומפקטיות יותר, אנטנות מודרניות באמצעות טכניקות כמו קומפקטיות יותר, קומפקטיות יותר, קומפקטיות יותר,

יישום אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

עיצוב אנטנה ו- Polarization Purity

עיצוב אנטנות כי לשמור על רמות קיטוב נפרדות אוטוקונים על פני רוחב הפס התפעולי הוא מאתגר. Imperfections בגיאומטריה האנטנה, מבני האכלה וחומרים סביבם יכולים לגרום קרינה חוצה קוטבית בלתי מזוהמת, עלייה במגוון מהנדסים חייב לייעל בזהירות אלמנטים אנטנה כדי להשיג גבוה FLT:0cross-קוטב-קוטב (XPD)FLT:1 - באופן אטי > dB עבור יעילות של מגוון רחב, כולל נוסחאות אלקטרואקטיביות (D) באמצעות אנטואנטואנטנות מתקדמות.

השפעות סביבתיות על Polarization

סביבות ההתפשטות האלחוטיות אינן סטטיות; מבנים, עצים, כלי רכב נעים, ואפילו גשם יכולים לשנות את מצב הקוטביות של אותות המועברים. הרהורים מפני פני השטח לעתים קרובות לשנות את הקיטוב - לדוגמה, גל מאובק אופקי שמשתקף מקיר מתכת אנכי עשוי להפוך לקוטב חלקית.אפקט הדקוטבציה הזה מקטין את האורטוקיונאליות בין הערוצים הקוטביים, המוביל להגדלת הגיוון והפחתת היתרונות של המנוגדים והנטראקטיביים של האלקטרומגנטיים, לכדי להתאים את האלגוריתמים, לעתים קרובות לאלגוריתמים.

המונחים:

בעוד מגוון קוטבי מוסיף ממדים לת ערוץ MIMO, הוא גם מגביר את המורכבות של המקלט בסיס פס. המקלט חייב להעריך את מלוא FLT:0 ⁇ ערוצים קוטביים ערוץ 1, הכולל המונחים הפיכה חוצה קוטבית.מקסימום כמו LIITY (ML) זיהוי או מקלטים ליניאריים (למשל, MMSE) יש להרחיב כדי לטפל בארבעת תת-Vs (V), מערכת טיפול כפולה של DG-HS, עם תצורה כפולה, עם תצורה של מערכת טיפול סטנדרטית-H) עם קומפקטית-HS (ד קוטבית (D-H) ו-H) עם CM-HV-HV-HSP, עם קומפקטית, עם פונקציות גבוהה יותר, עם קומפקטית, עם קומפקטית עם קומפקטית, עם קומפקטית, עם קומפקטית של 4 CM-H) עם CMD-H) עם פונקציות טיפול ב-HSP, עם פונקציות גבוהה יותר, עם פונקציות טיפול ב-HSP, עם פונקציות טיפול ב-HSP, עם פונקציות טיפול סטנדרטית של מערכת טיפול ב-HSP, עם פונקציות טיפול ב-H) עם פונקציות טיפול ב-HS, עם פונקציות DG-HS-HS-קוד

עלויות ו-Celbration

אנאנטנות חד-קוטבית דורשות ייצור דיוק כדי לשמור על בידוד בין נמלים.רשתות RF (קלידים, מחברים, מגבר) חייב גם לשמור על שלב ואיזון מעצירה על פני קוטליזציה.לייברציה הם הכרחיים כדי להבטיח כי המערכת אינה מציגה חוסר איזון שיכול לקלקל ביצועים.למרות שהעלות הראשונית היא מעט גבוהה יותר מאשר אנטנה חד-קוטבית אחת, היתרונות במונחים של אמינות, ולעתים קרובות להצדיק ביצועים קטנים של תאים.

מגוון Polarization in Real-World Deployments

5G ו- MIMO

ב-5G רדיו חדש (NR), מגוון קוטביות מאומצת באופן נרחב בשתי תחנות הבסיס וציוד המשתמש. לוחות אנטנה MIMO מסיבית משתמשים לעתים קרובות ב-FLT:0dual-קוטב או אלמנטים מטושטשים של LT:1 מסודרים במערך מלבני (לדוגמה, מערכת שיפור מערכות MIMO מסיבי 64-T, בדרך כלל מורכבת מ-32 אלמנטים כפולים, ומספקת 64 ערוצים יעילים באמצעות משוב מקוטבייטקטיבי (G) עד ל-F2, אשר הוכחו כמשמעו, כדי לספק את רמות תמיכה של 3G).

Wi-Fi 6 ו- 6E

Wi-Fi 6 (802.11ax) ו-Wi-Fi 6E גם ליהנות ממגוון קוטביות. נקודות גישה משלבות אנטנה דו-קוטבית כפולה, במיוחד בפריסה גבוהה של דחיסות כגון איצטדיון, שדות תעופה ומרכזי ישיבות.השימוש המרחבי משופר והתערבות המסופקת על ידי קיטוביזציה מסייע לשמור על גבוה באמצעות חישוב אפילו כאשר לקוחות רבים מחוברים בו-ידי ספקים של Wi-Fi ארגוניים ל-30% שיפור כפול בהשוואה לסביבות חד-קוטבות באמצעות רכיבי קוטביות באמצעות עיצובים בתוך מספר כפולות.

תקשורת לווין

קישורים לווייניים משתמשים לעתים קרובות בקוטב מעגלי כדי להתגבר על השפעות הסיבוב של פאראדיי ב-ionosphere. Polarization ב-MIMO נחקר עבור FLT:0LEO ו- GEO, קונסולת GEO 1:1 כדי להגדיל את היעילות הקיבוצית.לדוגמה, לוויין יכול לשדר שני זרמי נתונים שונים באמצעות קיטוב יד ימין (RHCP) ו-Soltoltoltoltoltoltoltualization (L) ו-H) באופן עצמאי, כולל קיבולת כפולה (FLT2, כולל גלקסיות).

רשתות IoT ונמוכות

בתחום האינטרנט של דברים (IoT) שבו מכשירים לעתים קרובות יש גודל מיתר ומגבלות כוח, מגוון קוטב מספק דרך אלגנטית לשפר את עמידות הקישור ללא הוספת חומרה משמעותית. צ'יפס מודרני רבים (למשל, מ Nordic Semiconductor ו- Silicon Labs) תמיכה ממשקי אנטנה דו-קוטבים. 1-2 מ"מ חכם, חיישנים תעשייתיים, ומכשירי עיר חכמה יכולים לחוות רב-לשונית חמורה במהירויות של קלודות בסביבות מקוטבות; מסייעות ולהפחית את המגוון הרחבות ולהפחית את רמות השגיאה.

פרספקטיבה עתידית: Beyond 5G ו- 6G

מחדש את Polarization וקידוד

מחקר לאנטנות ניתנות להגדרה מחדש שיכול לעבור באופן דינמי בין קיטוב ליניארי ועיגולי (או בין מדינות אורטוקונים) מתקדם.שלב את ה-FLT:0adaptive קוטליזציה עם ModulationFLT:1 יכול לאפשר לכל מדינה של קיטוב לשאת ביט מידע נוסף, הגדלת יעילות ספקטרלית ללא הרחבת רוחב הפס.

MIMO ו- Orbital Angular Momentum

מערכות עתידיות עשויות לנצל את:0) חלקיקים בגודל מלא MIMOIRLT:1 (ש משלבים קיטוב עם מרחבי, זמני, וממדי תדר.בנוסף, מומנטום זוויתי (OAM) - באופן טבעי צורה של מגוון קוטבציה בתחום - נחקרים עבור תקשורת teratz.

Machine Learning for Polarization Optimization

אלגוריתמי למידת מכונה מפותחים כדי לייעל את המגוון הקיטוב בזמן אמת.רשת עצבית יכולה ללמוד את התנהגות הקיטוב של ערוץ אותות טייס ולתאים את המטבוליט או המקלט המשלב משקולות כדי למקסם את היכולת.זה שימושי במיוחד בתרחישים בעלי יכולת גבוהה (למשל, תקשורת vehicular) שבו תקשור קוטבייט משתנה במהירות.

אינטגרציה עם משטחים חכמים Reconfigurable (RIS)

משטחים חכמים Reconurable (RIS) יכולים לתמרן את הקיטוב של אותות משתקפים כדי לשפר את המגוון של הקיטוב. על ידי התאמת השלב ו amplitude של אלמנטים metasurface בודדים, RIS יכול ליצור נתיבי גיוון וירטואליזציה, מתן דרגות נוספות של חופש מבלי להכפיל את מספר האנטנה פעילה.סיברה זו בין מגוון קוטבי ו RIS צפויה להיות מפתח המאפשר עבור 6G, רשתות גבוהות יותר, ולהוסיף נתונים גבוהים יותר.

מסקנה

המגוון Polarization הוא טכניקה בסיסית ויעילה ביותר לשיפור ביצועי מערכות MIMO.על ידי שימוש במדינות קוטבי אורטוקונים, הוא מגביר את אמינות האות, משפר את יכולת השימוש בספקטרום, ומפחית את גודל האנטנה - כל קריטי עבור רשתות אלחוטיות מודרניות מ 4G ל-5G ומעבר לכך, בעוד שאתגרי יישום נשארים בתכנון האנטנה, אפקטים סביבתיים, עיבוד אותות, מחקר ואימוץ תעשייתיים הוכיחו כי אלה יכולים להיות מטופלים בהצלחה עם מגוון רחב של טכנולוגיות של טכנולוגיות, אך לא צריך לקחת בחשבון את תפקיד מרכזי של פיתוח יעיל יותר של מערכות תקשורת יעילה יותר.

(ב) [ה] [ה]] לקראת [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]], [ה]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]], [ה]], [ה'],], [ה'], [ה']']'], [ה']']']']'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']'[ה']']']']']']']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[