5g 向け MIMO およびアレイ設計

アンテナエンジニアは、5g のスループット要件を満たすために、ビームステアリングと複数のデータストリーム伝送を可能にする高度なアンテナシステムを好んでいます。 デバイスのパフォーマンスには多くの要因が関係しているため、このようなデバイスの設計は困難な作業です。

  • デバイスケース内のアンテナ結合

  • マルチパス伝搬の影響

  • データ転送スキーム

XFdtd そして ワイヤレス InSite 初期アンテナパターンのシミュレーションからマルチパスチャネルモデルでのスループットパフォーマンスの計算まで、包括的なデバイス設計プロセスを確保します。製品を一緒に使用すると、デバイスは、その意図した環境でうまく動作することを確認します。 

28 GHz アレイで使用可能な4つのビーム

スタンドアロン・デバイスのパフォーマンス

4素子 MIMO アンテナを搭載したノートパソコン

Remcom の時間領域電磁シミュレーションソフトウェア、XFdtd は、デバイスのスタンドアロン性能の詳細な分析を可能にします。 アンテナ、PCB、およびデバイスアセンブリの詳細な CAD モデルは、プロエンジニア、Allegro、およびその他のソフトウェアパッケージからインポートされます。 次の結果は、単一の有限差分時間領域 (FDTD) シミュレーションから使用できます。

  • アンテナ絶縁

  • エンベロープ相互相関

  • アンテナ効率

  • 放射線パターン

RF エンジニアは、十分な5g デバイス性能を確保するために、スタンドアロンのアンテナ性能を超えていく必要があります。 アンテナの性能を特徴付ける XFdtd シミュレーションの結果は、デバイスが目的の環境で分析されるワイヤレス InSite に簡単にエクスポートできます。

その他のリソースについては、5g デバイスの設計ページの XFdtd をご覧ください。

3d チャンネルモデル

アクセスポイント (AP) とシングルラップトップの場所を備えたオフィスレイアウト

3d 伝播シナリオは、Remcom のワイヤレス予測ソフトウェア、ワイヤレス InSite でモデル化することができます。 サイト固有および汎用のテスト環境は、テレインのインポート、ビルディングフロアプランの定義、ベースステーションまたはアクセスポイントの位置の指定、およびマテリアル情報の提供によって作成されます。 XFdtd からのアンテナ設計は次のものを含むアプリケーションでテストされます:

  • スモールセル基地局導入のための都市ブロック

  • 固定ワイヤレスアクセスのシナリオのための屋外から屋内

  • WiFi アクセス計画のためのオフィスビル

オフィスのコーナーの AP の位置

ワイヤレス InSite は、高忠実度のレイトレースモデルを使用して、3d 環境におけるマルチパスの伝搬を決定します。 これらの業界をリードする機能には、分析機能が含まれます。

  • 3d 地形、建物、間取り図

  • 縁石、窓枠、椅子、机などの細かい構造の詳細

  • ミリ波における拡散散乱

  • 樹木、低木、その他の葉からの減衰

AP と単一ラップトップの場所の間の伝播パス

トランスミッタとレシーバは、1つ以上のアンテナ要素で構成されます。 無線 InSite は送信機および受信機の各アンテナ要素間のリンクを計算し、次を含む結果を報告する:

  • 各レシーバでの複雑なインパルス応答

  • 受信電力

  • カバレッジマップ

  • 電力遅延プロファイル

  • ベースステーションまたはアクセスポイント上の各アンテナエレメントを UE またはデバイス上のものと接続する H マトリックス

3d 伝搬シナリオが特徴付けられたら、通信システムをオーバーレイしてスループットと容量のメトリックを決定できます。

通信システムのメトリクス

アンテナ設計および3d チャネルモデルを考えると、無線 InSite の通信システムの検光子は RF のエンジニアが意図されたシナリオの5g 装置の操作を評価することを可能にする。

すべてのラップトップ・ロケーションのスループット・カバレッジ

開始するには、各送信機と受信機に MIMO 技術が適用されます。 これにより、信号対干渉対ノイズ比 (SINR) を増やし、複数の並列データストリームを提供することで、システムのパフォーマンスが向上します。 ワイヤレス InSite は、次の MIMO 技術をモデル化します。

  • 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 環境を介してデータを伝送する方法を決定します。 これがわかっていれば、ワイヤレス InSite は送信できるデータ量を決定します。 データストリームとポイントツーポイントリンクごとに、次のメトリクスがアクセスされます。 

  • スループットと容量

  • ビット誤り率 (BER)

  • ノイズ、干渉、SINR

その結果、デバイスが現実的な動作環境で5g のパフォーマンス要件を満たすかどうかを判断するために、エンジニアが使用する強力なツールが得られます。

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