5G MIMO-antennat selitetty sisätilakattavuuden kannalta

5G MIMO-antennat selitetty sisätilakattavuuden kannalta

Sisätilojen 5G-verkko ei ole useinkaan pelkkä kysymys siitä, että rakennukseen asennetaan lisää antennikytkimiä. A mimo 5g -antenni on osa radiopolkua, johon kuuluvat myös tukiasema, DAS-pääyksikkö, syöttöverkko, liittimet, jakajat, asennusgeometria ja verkkoa käyttävät laitteet. Kun nämä osat ovat yhdenmukaisesti suunniteltuja, MIMO voi hyödyntää radiokanavaa tehokkaammin toimistoissa, tapahtumapaikoissa, liikennepaikoissa, sairaaloissa ja teollisuusalueiden sisätiloissa. Jos ne eivät ole, pelkkä antennikytkinten lisääminen ei korjaa heikkoa kattavuutta tai alhaista siirtonopeutta.

RF-järjestelmäinsinöörinä aloitan syöttöpisteestä ja seuraan signaalipolkua komponentti komponentilta. Tämä lähestymistapa on tärkeä sisätiloissa, koska seinät, lasi, metalliosat, ihmiset ja heijastukset muodostavat kanavan, joka vaihtelee paikasta toiseen. Tässä oppaassa selitetään, mitä MIMO 5G -antenni tekee, miksi se on tärkeä sisäisessä DAS-antennijärjestelmässä ja mitä tulee tarkistaa ennen sen määrittelyä.

Mikä on MIMO 5G -antenni?

MIMO tarkoittaa useita lähtöjä ja useita tuloksia. MIMO-radiosysteemissä voidaan käyttää useampaa lähetys- ja vastaanottopolkua radiosignaalien lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Verkon määrityksen ja kanavan olosuhteiden mukaan nämä polut voivat parantaa luotettavuutta monimuotoisuuden avulla, tukea useampia datavirtoja tilallisen monistuksen kautta tai auttaa hallitsemaan häiriöitä. MIMO 5G -antenni tarjoaa antennipuolen polut, joita kyseinen järjestelmä vaatii; se ei ole itsenäinen suorituskyvyn parantaja.

5G-radioteknologiaa kutsutaan uudeksi radioksi (NR), ja 3GPP kuvailee kokonaisvaltaista 5G NR -järjestelmää teknisessä spesifikaatiossa TS 38.300. MIMO on luonnollinen osa laajempaa 5G-radiosuunnittelua, johon kuuluvat myös verkkopuolen sädemuodostus ja moniantennikäsittely. Sisäisessä jakautuneessa antennijärjestelmässä käytännön kysymys on tarkemmin muotoiltu: voivatko passiivinen antenni, kaapelipolku ja porttijärjestely säilyttää RF-suorituskyvyn, jota aktiivinen radiolaitteisto odottaa?

Tästä syystä ilmaisuja "2x2", "4x4" tai muuta MIMO-merkintää tulisi lukea kuvaavana saatavilla olevia RF-polkuja, ei sitoumuksena tietystä käyttäjän tiedonsiirtonopeudesta. Laiteominaisuudet, taajuusalue, ohjainkäyttäytyminen, signaalin ja häiriön suhde sekä rakennus itse vaikuttavat edelleen tulokseen.

Miksi sisäinen kattavuus muuttaa suunnitteluongelmaa

Sisäinen kattavuus asettaa erilaisia rajoituksia kuin ulkoinen makrotila. Signaalin on kuljettava läpi väliseinät, huonekalut, hissialueet, katon ja vaihtuvat käyttömallit. Heijastukset voivat auttaa hyödyllisen monitie-efektin syntymisessä, mutta ne voivat myös tehdä kattavuudesta epätasaisen. MIMO 5G -antennia on siksi tarkasteltava sen tarkoitetun sijoituspaikan, palvelupohjaisien taajuusalueiden ja sisäisen tilan perusteella – ei ainoastaan materiaaliluettelossa mainittavana kohtana.

DAS-antennajärjestelmässä alhaisen vahvistuksen omnidirektionaalisia antenneja käytetään yleisesti jakamaan kattavuutta määritellyille alueille. Tavoitteena on yleensä tasainen palvelu ja ennakoitava siirtymäkäyttäytyminen eikä kapea, pitkän matkan säde. Antennien sijoittelua tulisi tarkistaa huoneiden mittojen, kattoaineiden, kaapelointireittien, tuloturvallisuusvaatimusten ja mahdollisten esteiden perusteella. Hyvin valittu antenni ei voi kompensoida epäsoveltuvaa antennimäärää tai epätasapainoista jakelunettia.

Tietoisuusvaiheen projektissa on hyödyllistä erottaa kolme vastuutasoa. Radio ja baseband määrittävät, miten MIMO-resurssit aikataulutetaan. DAS-verkko kuljettaa RF-energiaa kaapeleiden ja passiivisten komponenttien kautta. Sisäantenni lähettää ja vastaanottaa saatavilla olevia polkuja tarkoitetulla palvelualueella. Epäsovitus millä tahansa tasolla voi rajoittaa koko järjestelmän toimintaa.

Portit, polarisaatio ja erottelukyky: käytännön MIMO-tarkistukset

Tarkista mimo 5g -antennia arvioidessasi ensin porttien lukumäärä ja tarkoitetut polarisaatiojärjestelyt. Ristipolarisoitujen tai muulla tavoin eristettyjen porttien avulla voidaan tukea riippumattomia signaalipolkuja, joita mimo-rakentelu vaatii. Oleellinen asennusasia ei ole pelkästään kahden liittimen olemassaolo, vaan se, säilyykö porttien määritys yhtenäisenä radiolähtöstä syöttökaapeleiden kautta antenniin asti.

Porttien välistä eristystä on myös tarkasteltava huolellisesti. Riittävä eristys rajoittaa epätoivottua kytkentää polkujen välillä. Tässä tilanteessa tärkein tekninen eritelmä on koko rf-polku, koska hyvän antennin eritelmän vaikutusta voidaan heikentää huonolla kaapelointisuunnittelulla, vaurioituneilla liittimillä tai sopimattomilla passiivikomponenteilla. Kokemukseni perusteella – ja ottaen huomioon, että jokaisen rakennuksen rakenne eroaa toisistaan – liitinliitäntä on usein se kohta, jossa kentällä ilmenee vältettävissä olevia ongelmia.

• Vahvista taajuusalueet: sovittele antennin tuettu taajuusalue käytössä oleviin 4g/5g-taajuusalueisiin ja kaikkiin suunniteltuihin laajennusalueisiin.
• Kartoita portit päästä päähän: merkitse syöttöjohtojen kulut ja vahvista, että jokainen radiopolku saavuttaa tarkoitetun antenniportin.
• Tarkista erottelukyky ja VSWR: arvioi julkistettuja antenniarvoja yhdessä järjestelmän hyväksyntämittausten kanssa.
• Säilytä fyysinen erottelu: älä ohjaa polkuja siten, että tarkoitettu polarisaatio- tai erottelusuunnittelu heikkenisi.

Miksi alhainen PIM on tärkeää sisäisessä DAS-antennijärjestelmässä

Passiivinen intermodulaatio (PIM) syntyy, kun epälineaariset kosketukset tai materiaalit tuottavat haluttomia sekoitusprodukteja RF-tehon vaikutuksesta. Monitaajuusjärjestelmissä nämä produktit voivat sijoittua herkille vastaanottalueille ja nostaa tehollista kohinatasoa. Siksi alhainen PIM on keskeinen tekijä DAS-antennijärjestelmässä, erityisesti silloin, kun useat palvelut jakavat sisäistä infrastruktuuria.

Alkukelpoisuustestin läpäiseminen on pääsyehdotus, ei tavoiteltava lopputulos. Tärkeämpi kysymys on, pysyvätkö liittimet, vääntömomenttikäytännöt, kaapelikoot, jakajat ja antenniliitännät sähköisesti vakaina asennuksen, huollon ja normaalien ympäristömuutosten jälkeen. Sisäiset kohteet saattavat olla hallitumpia verrattuna katolle, mutta kosteus, värähtely, epäpuhtaudet ja toistuva uudelleenmuokkaus voivat silti vaikuttaa liitännöihin.

Järjestelmäsuunnittelijoille merkityksellinen esimerkki on 380-6000MHz Low PIM Sisätilojen Mimo Omni-antenna N-naisen liittimellä . Sen julkaistussa tuotenimessä mainitaan laaja käyttöalue, matala PIM-arvo, sisäkäyttöön tarkoitetut MIMO-toiminnot, kaikkiin suuntiin säteilevä muoto ja N-naarasliitinliitäntä. Lopullinen soveltuvuuspäätös tulisi kuitenkin tehdä projektin taajuussuunnitelman, porttivaatimusten, mitatun järjestelmän suorituskyvyn ja asennussuunnittelun perusteella.

Yksinkertainen valintatyönkulku

1. Määritä kattavuustavoite. Tunnista sisäiset alueet, teknologiat, taajuusalueet, kapasiteettiodotukset ja palveluprioriteetit.
2. Valitse DAS-arkkitehtuuri. Vahvista, käyttääkö suunnittelu passiivista, aktiivista tai hybridijakelua, ja dokumentoi saatavilla olevat RF-polut.
3. Määritä antennivaatimukset. Määritä taajuusalue, porttien lukumäärä, säteilykuvio, liittimen tyyppi, kiinnitystapa, tehonkäsittelykyky ja alhainen PIM -tavoite, jos sovellettavissa.
4. Vahvista koko yhteys. Hyväksyntäsuunnitelmaan sisällytetään syöttöjohtojen tappio, liittimien laatu, jakajien/koplaajien suorituskyky, takaisinheijastuminen ja porttien kartoitus.
5. Ota järjestelmä käyttöön vyöhykkeittäin. Testaa valmiit sisäalueet sen sijaan, että oletettaisiin, että laboratoriotestin tulos edustaa asennettua verkkoa.

Aikaisemmin olin tavallisesti valinnut halvimman RF-komponentin, joka täytti vähimmäisvaatimukset. Kuitenkin hajautetussa järjestelmässä kokonaishintaa eli kokonaishallintokustannuksia kannattaa arvioida paremmin: vaihtotilaus, korkeamman kohinan tutkiminen tai vaikeasti saavutettavan katon alla tehtävä korjaus voivat ylittää hintaeron riittävän määriteltyjen komponenttien välillä.

Yleisiä väärinkäsityksiä MIMO 5G -antennista

"Enemmän portteja takaa korkeamman nopeuden." Useampi antennipolku voi mahdollistaa useamman järjestelmävaihtoehdon, mutta tulos riippuu radiokonfiguraatiosta, käyttölaitteen kyvyistä, taajuusalueesta ja kanavan laadusta.

"Jokainen laajakaistainen antenni on automaattisesti valmis kaikkiin 5G-asennuksiin." Laajakaistakattavuus on hyödyllinen vain silloin, kun kyseiset taajuusalueet, MIMO-portit, paluuhäviövaatimukset ja asennusehdot ovat kaikki yhteensopivia.

"Alhainen PIM on pelkästään antenniongelma." Alhainen PIM vaatii koko järjestelmän huolellisuutta. Liittimet, kaapelit, passiiviset laitteet, työnlaatu ja saastuminen voivat kaikki vaikuttaa asennetun järjestelmän lopputulokseen.

Sisätilojen MIMO 5G -antennien tarkistuskysymykset

Käytä seuraavia kysymyksiä suunnittelutarkistuksen aikana. Jokaisen vastauksen ehdollisuus riippuu siitä, mimo 5g -antenni mikä konfiguraatio sopii parhaiten radiosuunnitteluun, rakennuksen asettelua ja hyväksyntäkriteerejä.

Käytä samaa kattavuuspiirrosta ja porttikarttaa RF-integraattorin, asentajan ja hankintatiimin kesken. Hyväksy antenni osana asennettua DAS-järjestelmää, ei erillisenä ostoksena.

Lopullinen yhteenveto

MIMO 5G -antenni on tärkeä rakennuspalikka sisäiseen 5G-verkkoon, mutta se on kaikkein hyödyllisin, kun se määritellään osaksi kokonaisvaltaista DAS-antennijärjestelmää. Aloita kattavuusalueista ja radiopoluista, varmista taajuus- ja porttiyhteensopivuus, suojaa erottelukyky ja alhainen PIM-suorituskyky koko yhdistämisketjun läpi ja testaa asennettu järjestelmä alueittain. Tämä insinööripohjainen lähestymistapa tarjoaa sisäisen kattavuuden hankkeille selkemmin kulkutien antennin teknisestä tiedotiedostosta luotettavaan käytännön palveluun.