အင်တင်နာ ရရှိခြင်းနှင့် အလင်းတန်းများ ပုံဖော်ခြင်း။

1. Antenna ရရှိခြင်း။

အင်တင်နာရရှိခြင်း။အင်တင်နာဓါတ်ရောင်ခြည်ပုံစံ၏ directivity ကိုတိုင်းတာရန် parameter တစ်ခုဖြစ်သည်။ အမြတ်မြင့်အင်တင်နာများသည် တိကျသောလမ်းကြောင်းများတွင် အချက်ပြမှုများကို ဦးစားပေးထုတ်လွှတ်မည်ဖြစ်သည်။ အင်တင်နာ၏ အမြတ်သည် အင်တင်နာမှ ပါဝါမထည့်ဘဲ အခြား isotropic အင်တာနာများထက် ပိုမိုဖြာထွက်သော ပါဝါကို ပေးစွမ်းရန် ရိုးရှင်းစွာ ပြန်လည်ဖြန့်ဝေပေးသည့် ဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အမြတ်ကို dBi နှင့် dBd ဖြင့် တိုင်းတာသည်-

1) dBi: ရည်ညွှန်း isotropic အင်တင်နာ အမြတ်၊

2) dBd: dipole အင်တင်နာ၏ အမြတ်ကို ကိုးကားပါ။

လက်တွေ့ အင်ဂျင်နီယာတွင် အကိုးအကားအဖြစ် isotropic ရေတိုင်ကီအစား လှိုင်းဝက်ဒိုင်ပိုလီကို အသုံးပြုသည်။ အမြတ် (dB) ကို dBd ဖြင့်ပေးသည်။ dBd နှင့် dBi အကြား ဆက်နွယ်မှုကို အောက်တွင် ဖော်ပြထားသည်။

dBi = dBd + 2.15

အကျိုးအမြတ်ကို ဆုံးဖြတ်ရာတွင် အင်တင်နာဒီဇိုင်နာများသည် အင်တာနာ၏ သီးခြားအသုံးချလက္ခဏာများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည်-

1) High-gain antennas များသည် ပိုရှည်သော အကွာအဝေးနှင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သော အချက်ပြအရည်အသွေး၏ အားသာချက်များ ရှိသော်လည်း တိကျသော ဦးတည်ချက်ဖြင့် ချိန်ညှိရပါမည်။

2) အမြတ်နည်းသော အင်တာနာများ၏ အကွာအဝေးသည် တိုတောင်းသော်လည်း အင်တင်နာ၏ ဦးတည်ချက်မှာ အတော်လေး ကြီးမားသည်။

2. Beamforming

2.1 မူများနှင့် လျှောက်လွှာ

Beamforming (beamforming သို့မဟုတ် spatial filtering ဟုခေါ်သည်) သည် အချက်ပြမှုများကို ဦးတည်သည့်ပုံစံဖြင့် အာရုံခံကိရိယာများကို ပေးပို့ခြင်းနှင့် လက်ခံရန် အာရုံခံကိရိယာများကို အသုံးပြုသည့် အချက်ပြလုပ်ဆောင်ခြင်းနည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ Phase array ၏ အခြေခံဒြပ်စင်များ၏ parameters များကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့်၊ beamforming technique သည် အချို့သော angles များ၏ signals များကို phase ၏ interference ကိုရရှိစေပြီး အခြားသော angles များ၏ signals များသည် delimination ၏ interference ကိုရရှိစေသည်။ Beamforming ကို signal ၏ transmitting end နှင့် receive end နှစ်ခုလုံးတွင်အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ရိုးရှင်းသောနားလည်မှုသည် အထွတ်အထိပ်မှ အထွတ်အထိပ်သို့ အထွတ်အထိပ်အထိ ကျင်းအထိ ဖြစ်နိုင်သည်၊ ၎င်းသည် အထွတ်အထိပ်၏ အမြတ်ကို အထွတ်အထိပ်သို့ ဦးတည်စေသည်။

Beamforming ကို 5G အင်တာနာ ခင်းကျင်းမှုများတွင် ယခုအခါတွင်တွင်ကျယ်ကျယ် အသုံးပြုနေပြီဖြစ်ပြီး အင်တာနာများသည် passive devices များဖြစ်ပြီး 5G active antennas များသည် high-gain beamforming ကို ရည်ညွှန်းပါသည်။ ပုံမှန် equiphase ရှိ အမှတ်အရင်းအမြစ် နှစ်ခု၏ အမြတ်သည် 3dB ဖြစ်ပြီး 5G ၏ အင်တင်နာ အပေါက်သည် 64 ထက် ကြီးသည်၊ ထို့ကြောင့် 5G ညွှန်ကြားမှု၏ အမြတ်သည် မည်မျှရှိသနည်း။ beamforming ၏ ကြီးမြတ်သောအင်္ဂါရပ်မှာ အဆင့်များပြောင်းလဲလာသည်နှင့်အမျှ beamforming ၏ ဦးတည်ချက်ပြောင်းလဲသွားသောကြောင့် ၎င်းကို ဝယ်လိုအားအရ ချိန်ညှိနိုင်သည်။

ပထမပုံမှမြင်နိုင်သည်အတိုင်း၊ ပင်မ lobe ကိုထုတ်လုပ်သည့်အခါ၊ အထွတ်အထိပ်များစွာရှိသော grid lobe ကိုလည်း ထုတ်ပေးမည်ဖြစ်ပါသည်။ grid lobe ၏ ပမာဏသည် main lobe နှင့် တူညီပြီး antenna စနစ်အတွက် အဆင်မပြေသည့် main lobe ၏ အမြတ်ကို လျှော့ချပေးမည်ဖြစ်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် ဆန်ခါအမြှေးကို ဖယ်ရှားနည်း၊ တကယ်တော့ ကျွန်ုပ်တို့သည် beamforming ---- အဆင့်၏ မူလဇစ်မြစ်ကို သိပါသည်။ feeder နှစ်ခုကြားရှိ အကွာအဝေးသည် လှိုင်းအလျားတစ်ခုထက်နည်းပြီး feeders များသည် အဆက်မပြတ် amplitude နှင့် အဆင့်တွင်ရှိနေသရွေ့၊ gate lobe ပေါ်လာမည်မဟုတ်ပါ။ ထို့နောက် feeder များသည် မတူညီသော အဆင့်များတွင် ရှိနေကြပြီး feed-distance သည် လှိုင်းအလျားတစ်ခုထက်နည်းပြီး လှိုင်းအလျားထက်ဝက်ကျော်ရှိသောအခါ၊ gate lobe ကိုထုတ်ပေးခြင်းရှိမရှိကို phase deviation degree ဖြင့်ဆုံးဖြတ်သည်။ feed အကွာအဝေးသည် လှိုင်းအလျားထက်ဝက်ထက်နည်းသောအခါ၊ gate lobe ကို ထုတ်ပေးမည်မဟုတ်ပါ။ အောက်ပါ ပုံကြမ်းမှ နားလည်နိုင်ပါသည်။

2.2 beamforming ၏အားသာချက်များ

အင်တင်နာစနစ်နှစ်ခုကို နှိုင်းယှဉ်ပြီး အင်တာနာနှစ်ခုလုံးမှ ထုတ်လွှတ်သော စုစုပေါင်းစွမ်းအင်သည် အတိအကျတူညီသည်ဟု ယူဆပါ။

အခြေအနေ 1 တွင်၊ အင်တင်နာစနစ်သည် တူညီသောစွမ်းအင်ပမာဏနီးပါးကို လမ်းကြောင်းအားလုံးတွင် ထုတ်လွှင့်သည်။ အင်တင်နာပတ်လည်ရှိ UeS (အသုံးပြုသူစက်ပစ္စည်း) သုံးခုသည် တူညီသောစွမ်းအင်ပမာဏနီးပါးကို လက်ခံရရှိမည်ဖြစ်ပြီး၊ သို့သော် အဆိုပါ UE များသို့ ညွှန်ကြားခြင်းမရှိသည့် စွမ်းအင်အများစုကို ဖြုန်းတီးမည်ဖြစ်သည်။

အခြေအနေ 2 တွင်၊ ဓာတ်ရောင်ခြည်ပုံစံ ("beam") ၏ signal strength ("beam") သည် အထူးအားဖြင့် "ဖွဲ့စည်းထားသည်" ဖြစ်သောကြောင့် UE ဆီသို့ ဦးတည်သော ဖြာထွက်စွမ်းအင်သည် ကျန် UE ဆီသို့ မညွှန်ကြားခြင်းထက် ပိုမိုအားကောင်းနေပါသည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ 5G ဆက်သွယ်ရေးတွင်၊ မတူညီသော အင်တင်နာယူနစ်များမှ ထုတ်လွှင့်သော အချက်ပြများ၏ ပမာဏနှင့် အဆင့် (အလေးချိန်) ကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် ၎င်းတို့၏ ပြန့်ပွားမှုလမ်းကြောင်းများ ကွဲပြားနေသော်လည်း မိုဘိုင်းလ်ဖုန်းသို့ရောက်ရှိသည့်အခါ အဆင့်သည် တူညီသရွေ့ မိုဘိုင်းလ်ဖုန်းသို့ရောက်ရှိသည့်အခါတွင် အဆင့်သည် တူညီသရွေ့၊ signal superposition တိုးမြှင့်ခြင်း၏ ရလဒ်ကို ရရှိနိုင်ပါသည်။ မိုဘိုင်းလ်ဖုန်းတွင် အချက်ပြသည့် အင်တင်နာခင်းကျင်းနှင့် ညီမျှသည်။ အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း

2.3 Beam "ဖွဲ့စည်းခြင်း"

အလင်းတန်းတစ်ခုဖွဲ့စည်းရန် အရိုးရှင်းဆုံးနည်းလမ်းမှာ ခင်းကျင်းတစ်ခုတွင် အင်တာနာများစွာကို စီစဉ်ရန်ဖြစ်သည်။ ဤအင်တင်နာဒြပ်စင်များကို ချိန်ညှိရန် နည်းလမ်းများစွာရှိသည်၊ သို့သော် အလွယ်ဆုံးတစ်ခုမှာ အောက်ပါဥပမာတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အင်တင်နာများကိုမျဉ်းတစ်ကြောင်းတစ်လျှောက် ချိန်ညှိရန်ဖြစ်သည်။

မှတ်ချက်- ဤဥပမာပြကွက်ကို Matlab PhaseArrayAntenna toolbox မှ ဖန်တီးထားသည်။

array တစ်ခုတွင် element များကိုစီစဉ်ရန်နောက်ထပ်နည်းလမ်းမှာအောက်ပါဥပမာတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း two-dimensional square တွင် element များကိုစီစဉ်ရန်ဖြစ်သည်။

အောက်တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း array ၏ပုံသဏ္ဍာန်သည် စတုရန်းမဟုတ်သည့် နောက်ထပ်နှစ်ဖက်မြင် array ကိုစဉ်းစားပါ။ သင်ရနိုင်သော ပင်ကိုယ်ဥာဏ်မှာ အလင်းသည် ပိုများသောဒြပ်စင်များ၏ ဝင်ရိုးတစ်လျှောက် ပိုမိုဖိသိပ်သည်။

2.4 Beamforming နည်းပညာ

beamforming ကိုအောင်မြင်ရန်နည်းလမ်းများစွာရှိသည်။

1) array အင်တာနာများကို ပြောင်းခြင်း- ဤသည်မှာ အင်တာနာစနစ်၏ ခင်းကျင်းမှ အင်တင်နာများကို ရွေးချယ်ဖွင့်/ပိတ်ခြင်းဖြင့် အလင်းတန်းပုံစံ (ဓါတ်ရောင်ခြည်ပုံစံ) ကို ပြောင်းလဲခြင်းအတွက် နည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။

2) DSP-based အဆင့်လုပ်ဆောင်ခြင်း- ဤသည်မှာ အင်တင်နာတစ်ခုစီမှဖြတ်သွားသော signal ၏အဆင့်ကိုပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် beam orientation pattern (ဓါတ်ရောင်ခြည်ပုံစံ) ကိုပြောင်းလဲရန်နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ DSP ဖြင့်၊ သင်သည် တစ်ခု သို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပိုသော သီးခြား UE များအတွက် အကောင်းဆုံးလုပ်ဆောင်နိုင်သော သီးခြား beam orientation ပုံစံကို ဖန်တီးရန် အင်တင်နာအပေါက်တစ်ခုစီ၏ အချက်ပြအဆင့်ကို ပြောင်းလဲနိုင်သည်။

3) precoding ဖြင့် Beamforming- ဤသည်မှာ တိကျသော precoding matrix ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် beam orientation pattern (radiation form) ကိုပြောင်းလဲသည့်နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။