Aktywne systemy antenowe (AAS) w sieci 5G to złożone układy z indywidualnymi komponentami RF, umożliwiające dynamiczne kształtowanie wiązki, masowe MIMO i wysoką wydajność, dzięki czemu nadają się do scenariuszy o dużej przepustowości, ale są kosztowne. Natomiast pasywne systemy antenowe są prostsze i pozbawione indywidualnych komponentów RF, oferując stałe wzorce promieniowania i niższe koszty, dzięki czemu nadają się do prostych potrzeb w zakresie zasięgu w mniej wymagających obszarach lub starszych sieciach. Wybór zależy od konkretnych wymagań wdrożenia.
Jaka jest różnica pomiędzy aktywnym i pasywnym systemem antenowym w 5G?
W sieci 5G i ogólnie w komunikacji bezprzewodowej istnieją aktywne i pasywne systemy antenowe, z których każdy służy innym celom i ma odrębną charakterystykę.
Oto szczegółowe wyjaśnienie różnic między aktywnymi i pasywnymi systemami antenowymi w 5G:
Aktywny system antenowy (AAS):
Składniki:
- Aktywne systemy antenowe, znane również jako aktywne macierze antenowe (AAA), składają się z wielu elementów antenowych z indywidualnymi komponentami częstotliwości radiowej (RF).
- Każdy element anteny ma swój nadajnik i odbiornik oraz możliwości cyfrowego przetwarzania sygnału (DSP).
Kształtowanie wiązki i MIMO:
- AAS umożliwia zaawansowane techniki kształtowania wiązki i wiele wejść i wyjść (MIMO).
- Beamforming w AAS umożliwia dynamiczne sterowanie wiązkami w czasie rzeczywistym, skupiając energię sygnału w określonych kierunkach, co poprawia zasięg i przepustowość.
- MIMO z AAS może tworzyć wiele strumieni przestrzennych, zwiększając szybkość transmisji danych i pojemność.
Masywny MIMO:
- Aktywne systemy antenowe często wykorzystują technologię Massive MIMO, która wykorzystuje dużą liczbę elementów antenowych (setki lub więcej) do jednoczesnej obsługi wielu użytkowników.
- Massive MIMO może znacznie zwiększyć pojemność sieci i wydajność widmową.
Przetwarzanie sygnałów:
- AAS opiera się na rozległym przetwarzaniu sygnału w celu zarządzania i optymalizacji sygnałów z każdego elementu anteny.
- Algorytmy cyfrowego kształtowania wiązki służą do regulacji fazy i amplitudy w celu utworzenia wiązek skierowanych.
Złożoność i koszt:
- Aktywne systemy antenowe są bardziej złożone i droższe ze względu na potrzebę stosowania wielu komponentów RF, przetwarzania sygnału i zaawansowanych algorytmów.
- Są zwykle używane w scenariuszach o dużej pojemności i wydajności.
System anten pasywnych:
Składniki:
- Pasywne systemy antenowe składają się z zestawu elementów antenowych, ale brakuje im indywidualnych komponentów RF i możliwości przetwarzania sygnału.
- Te systemy to zasadniczo układy pasywnych elementów promieniujących.
Naprawiono wzorce promieniowania:
- Anteny pasywne mają stałe charakterystyki promieniowania i nie mogą dynamicznie sterować wiązkami jak systemy aktywne.
- Mają specyficzny wzór pokrycia, często o dużej szerokości wiązki, co ogranicza ich możliwości adaptacyjne.
Prostota i koszt:
- Pasywne systemy antenowe są prostsze i bardziej opłacalne niż systemy aktywne, ponieważ brakuje im skomplikowanych komponentów RF i możliwości DSP.
- Nadają się do mniej wymagających scenariuszy, w których nie jest wymagane zaawansowane kształtowanie wiązki i masowe MIMO.
Aplikacje:
- Pasywne systemy antenowe są często stosowane w scenariuszach o prostych wymaganiach dotyczących zasięgu, takich jak obszary wiejskie lub regiony mniej zaludnione.
- Są również powszechnie używane w starszych sieciach 2G, 3G i 4G.
Podsumowując, główna różnica między aktywnymi i pasywnymi systemami antenowymi w 5G polega na ich możliwościach i złożoności. Aktywne systemy antenowe (AAS) są zaawansowane, drogie i umożliwiają dynamiczne kształtowanie wiązki oraz masowe MIMO, dzięki czemu nadają się do sieci o dużej przepustowości i wydajności. Z drugiej strony, pasywne systemy antenowe są prostsze, tańsze i mają stałe charakterystyki promieniowania, dzięki czemu nadają się do scenariuszy o mniej wymagających wymaganiach dotyczących zasięgu i wydajności. Wybór między nimi zależy od konkretnych potrzeb związanych z wdrożeniem 5G.