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「5G突破技術」新朗伯德透鏡天線?

何禺期19021210816(智能宇宙新物種的誕生)

「5G突破技術」新朗伯德透鏡天線?

1.透鏡天線是壹種徑向基函數(RBF)技術,類似於相控陣天線。如果作為單用戶波束形成(SUBF)使用,可以用來提高覆蓋範圍,如果作為多用戶波束形成(MUBF)使用,可以等同於小區分裂。RBF和5G沒有直接關系,4G LTE時代已經應用了Lombard透鏡天線。

2.壹般為了更靈活的控制波束形成方向和用戶間的幹擾,數字波束形成(DBF)是主流,但是DBF的天線自由度太高,需要大量的基帶計算資源。所以無論是LTE還是5G,小帶寬高價值頻譜場景(Sub-6G)只會采用DBF。

3.為了減少計算資源的消耗和利用壹定的天線自由度,通常將DBF和徑向基函數結合起來,即混合波束形成(HBF)。目前,5毫米波段采用HBF。

其實透鏡天線是老理論了,國外已經有產品了。但據說全球只有兩家國外廠商做過天線(還不是美國的)。而且超級超級貴。因為專利,因為需要人工精細操作。有帖子已經提到了。壹個微小的錯誤會在性能上產生很大的差異。

相控陣波束鑒別的原理是從原始信號中減去相鄰波束的信號。問題來了。如何知道鄰信道發送的是1還是0?從信息論的角度來說,未知比特是有信息的。如果妳對妳接收的信號是0還是1的可靠性低,那麽鄰波束會參考妳的解調結果來消除妳波束的幹擾,可靠性就低了。因此,為了降低誤碼率,需要在空中接口上增加大量的輔助符號(不僅參考信號,信道編碼也做出了犧牲)。這意味著每個符號的信息量減少。

如果能在物理上提高相鄰波束間的隔離度,不僅計算量會大大減少,最重要的是,不需要做相幹運算,在隔離度足夠的波束間發送輔助符號。每個符號的信息量也得到了提高。

所以超窄波束形成技術壹直是智能天線的夢想,有透鏡天線技術已經實用化。

理論上這是壹個對於厘米波和電磁波的凸透鏡。兩個優點非常突出:

1.使用更少的振蕩器實現高增益。鏡頭對焦原理不重復。

2.出色的旁瓣抑制。理論上,對相鄰波瓣的幹擾比相控陣好10dB以上。(不介意靈魂畫師)

目前相比4g,5g在協議上絞盡腦汁,每比特Hz性能太慢。Masive mimo理論,128振子只能分辨32個波束。目前在產品計算能力和工藝精度下,理論上限只能做到16束。放在現有網絡上就更差了,實際上比雙通道天線高三倍。原因是光束間的相幹指數不夠優秀。

如果透鏡天線能達到理論目標,鄰波束復用應該是可行的,每隔壹個波束用RB復用肯定沒問題,所以把8個波束的水平提高4倍很容易。如果是橫豎8*8。那麽16次也很輕松。即使考慮用戶分布的折扣,也是8倍。比現在多三倍,這就是代溝。

上面說的在理論上是極好的。但畢竟只是理論上的。真貨是有的,在美國特朗普的就職演說中就用過。但是目前這個東西只能用多層鏡片材料手工粘貼。而且要求極高的精度。這導致了極高的天線價格。

據我所知,目前在國內是突破性的,終於有了相關技術。據說某廠的設備在第三方實地測試中確實很優秀。但這是手工精挑細選的嗎,良品率有多高?還是沒辦法知道。

價格高還是小事。對於通信保障,只是短時間使用,妳也可以和廠家簽訂服務合同,保證天線性能不足立即更換。普通5G站天線要放在室外長期使用。這種精度很高的塑料(高分子材料)產品,如果風吹日曬,機械結構肯定會發生變化。電磁波透鏡只是害怕機械結構變化。

國內三家運營商都有興趣,確實有試點。也可能有公開招標。但最終能否滿足網絡需求還是那句話:需要實踐來檢驗。