面向 5G 的 MIMO 和阵列设计

导出天线数据用于通道模拟

信道模拟为预测系统在现实环境中的性能提供了一种方法，例如联网家庭、室内办公环境或室外城市或郊区场景。通过 XFdtd 预测设备天线的关键特性，可大大提高此类分析的真实度。 为此，XFdtd 可以导出以下类型的天线数据：

• 3D 天线辐射模式，包括

  • 多输入多输出（MIMO）天线的每个元件都有独特的模式

  • 特定频率模式

• 多输入多输出天线元件布局

• 多输入多输出（MIMO）编码本

• MIMO 多端口 S 参数

对于多输入多输出系统，可以导出三维布局，以便直接导入天线或阵列的完整物理定义。 此外，优化脚本还可以创建自定义代码集，多端口 S 参数可用于结合相互耦合对性能分析的影响。

多输入多输出和通信系统分析

考虑到 MIMO天线设计和 3D 信道特性，Wireless InSite 的通信系统分析仪可让射频工程师评估 5G 设备在预定场景中的运行情况。

首先，每个发射器和接收器都要采用多输入多输出（MIMO）技术。 这将通过提高信号干扰加噪声比（SINR）、提供多个并行数据流或两者兼而有之来提高系统性能。 Wireless InSite 可模拟以下 MIMO 技术：

• 天线分集

• 空间复用

• 波束成形

MIMO 技术决定了数据在 3D 环境中的传输方式。 一旦知道了这一点，Wireless InSite 就能确定可以传输多少数据。 每个数据流和点对点链路都会访问以下指标： 

• 吞吐量和容量
  
  
• 误码率 (BER)
  
  
• 噪声、干扰和 SINR

这就为工程师提供了一个强大的工具，用于确定他们的设备是否能在现实的运行环境中满足 5G 性能要求。

当从测量数据或全波模拟中导入多端口 S 参数时，分析可以捕捉到 MIMO 元件之间相互耦合的影响。MIMO 系统依赖于不相关的信道，因此相互耦合会降低空间多路复用等 MIMO 技术的性能，而空间多路复用的目的是生成正交数据流。如右图所示，如果不对编码本权重进行补偿调整，互耦也会降低 MIMO 波束成形的性能。在 MIMO 分析过程中，S 参数用于捕捉信道矩阵中的相互耦合效应，随后的分析将把这种效应纳入 SINR 和吞吐量的预测性能中。