5GのためのMIMOとアレイ設計

チャネルシミュレーションのためのアンテナデータのエクスポート

チャネルシミュレーションは、接続された家庭、屋内のオフィス環境、または屋外の都市や郊外の光景など、現実的な設定内でシステムがどのように動作するかを予測する手段を提供します。この種の解析では、XFdtdが予測するデバイスのアンテナの主要な特性を含めることで、現実性が大幅に向上します。 これを容易にするため、XFdtdは以下のタイプのアンテナデータをエクスポートできます：

• 用3Dアンテナ放射パターン：

  • MIMOアンテナの各エレメントに固有のパターン

  • ー周波数別パターン

• 用MIMOアンテナ素子レイアウト

• 用MIMOコードブック

• MIMOマルチポートSパラメータ

MIMOシステムの場合、3Dレイアウトをエクスポートして、アンテナやアレイの完全な物理的定義を直接インポートすることができます。 さらに、最適化スクリプトでカスタムコードブックを作成し、マルチポートSパラメータを使用して相互結合の影響を性能解析に取り込むことができます。

MIMOと通信システム解析

MIMOアンテナ設計と3Dチャネル特性を考慮すると、Wireless InSiteの通信システムアナライザーを使用することで、RFエンジニアは意図したシナリオで5Gデバイスの動作を評価することができます。

手始めに、MIMO技術が各送信機と受信機に適用される。 これにより、信号対干渉プラスノイズ比（SINR）の向上、複数の並列データストリームの提供、またはその両方により、システムの性能が向上します。 Wireless InSiteは、以下のMIMO技術をモデル化しています：

• アンテナダイバーシティ

• 空間多重化

• ビームフォーミング

MIMO技術は、3D環境を通してデータがどのように伝送されるかを決定する。 それが分かれば、Wireless InSiteは伝送可能なデータ量を決定します。 各データ・ストリームとポイント・ツー・ポイント・リンクに対して、以下のメトリクスがアクセスされます： 

• スループットとキャパシティ
  
  
• ビット誤り率（BER）
  
  
• ノイズ、干渉、SINR

この結果、エンジニアは、現実的な動作環境でデバイスが5Gの性能要件を満たすかどうかを判断するために使用する強力なツールとなる。

マルチポート S パラメータを測定データまたは全波シミュレーションからインポートすると、MIMO 素子間の相互結合の影響を解析で捉えることができます。MIMOシステムは無相関なチャネルに依存するため，相互結合は，直交データストリームの生成を目的とする空間多重などのMIMO技術の性能を劣化させる可能性があります．また、右の図に示すように、コードブックの重みを補正するように調整しないと、MIMOビームフォーミングを劣化させることもあります。MIMO 解析では、チャネル行列の相互結合の影響を捕捉するために S パラメータが適用され、後の解析で SINR とスループットの予測性能にこの影響が組み込まれます。