Antenas inteligentes

¿Qué es la antena inteligente?

Una antena inteligente es un conjunto de múltiples antenas con procesadores de señal estrechamente integrados. Puede ajustar o adaptar automáticamente su patrón de haz. Una antena inteligente suele incluir un sistema de haz conmutado y un sistema de formación de haz adaptativo. El sistema de haz conmutado tiene varios patrones de haz fijos disponibles, cuyo acceso se decide según los requisitos del sistema. El sistema de formación de haz adaptativo permite que la antena ajuste el haz hacia la dirección objetivo para anular las señales interferentes.

¿Qué es la tecnología de antena inteligente?

La tecnología de antenas inteligentes líder en la industria incluye principalmente arreglos de antenas y algoritmos de selección de antenas. El arreglo de antenas define el diseño del propio hardware de la antena, y el algoritmo de selección de antenas se refiere a cómo seleccionar antenas del arreglo de antenas.

El conjunto de antenas se logra mediante tecnología de conmutación de haces, que selecciona inteligentemente múltiples elementos de antena para transmitir y recibir señales. Diferentes combinaciones de antenas forman distintas direcciones de radiación de la señal, a fin de elegir la antena óptima para STA en diversas posiciones, mejorar la calidad de recepción de la señal y aumentar el rendimiento del sistema. 

El algoritmo de selección de antena inteligente Wi-Fi es esencial para la función adaptativa del enlace WLAN. Mediante el paquete de datos transmitido, se selecciona la combinación de antenas adecuada del arreglo de antenas según la ubicación de los terminales para mejorar el rendimiento de la red. Sustituye el haz omnidireccional heredado por el haz direccional para concentrar la energía, mejorar la calidad de recepción de la señal y aumentar el rendimiento del sistema.

¿Por qué es necesaria una antena inteligente?

En primer lugar, las antenas inteligentes abordan tres desafíos complicados que enfrentan las antenas ordinarias. 

Cobertura deficiente en el borde: Las antenas omnidireccionales comunes pueden proporcionar a los usuarios de corto alcance una buena experiencia Wi-Fi. Sin embargo, no pueden cumplir con los requisitos de las redes de alto rendimiento en cuanto a la intensidad de la señal para usuarios de AP a larga distancia, que disminuye significativamente debido a la ganancia limitada, lo que provoca baja velocidad de conexión e incluso problemas de desconexión. 

Cobertura deficiente entre obstáculos: En el uso real, las señales se atenúan considerablemente al atravesar obstáculos como paredes y vidrio, lo que reduce la calidad de la señal. Especialmente en escenarios de obstrucción física, resulta difícil que las antenas comunes proporcionen servicios Wi-Fi estables.

Interferencia grave en escenarios de alta densidad: En escenarios con una alta distribución de usuarios, la concurrencia multiusuario puede provocar fácilmente interferencias en la señal, reduciendo el rendimiento general de la red. Incluso con la introducción de tecnologías MU-MIMO y OFDMA en los estándares Wi-Fi modernos, no es fácil mejorar en última instancia la experiencia de los usuarios en el borde de la cobertura.

En segundo lugar, la antena inteligente tiene las siguientes ventajas sobre la antena ordinaria:

Ampliar la distancia de cobertura: Al ajustar de forma flexible la dirección del haz, las antenas inteligentes pueden mejorar la intensidad de la señal, ampliar el rango de cobertura y reducir el gasto de despliegue de AP.

Mejore la experiencia de cobertura a través de obstáculos: Las antenas inteligentes pueden mejorar la intensidad de la señal en la dirección de los obstáculos existentes. Cuando se enfrentan a obstáculos que no pueden penetrarse, la combinación de antenas puede ajustarse para sortear las barreras mediante métodos de multitrayecto, como la reflexión y la difracción de señales inalámbricas.

Reducir la interferencia en escenarios de alta densidad: La antena Samart puede ajustar las direcciones del haz de señal según la ubicación del usuario para reducir la interferencia de distintas direcciones, mejorando así la experiencia del usuario.

¿Cuáles son los escenarios de aplicación de Smart Antenna?

A continuación se presentan tres escenarios de aplicación típicos de una antena inteligente:

Cobertura de media a larga distancia

Cuando el AP envía datos a los terminales, el algoritmo de antena inteligente elegirá el haz direccional más adecuado según la ubicación del terminal. El haz direccional que sustituyó al haz omnidireccional tiene una alta ganancia, lo que mejora la capacidad de cobertura para usuarios de medio a largo alcance y en el borde. 

Figura 1: Diagrama esquemático de la selección de haz de antena inteligente en escenarios de medio a largo alcance

Cobertura Wi-Fi compleja con obstáculos

La antena inteligente puede mejorar el alcance de cobertura del AP en escenarios con particiones, como salas de reuniones y salas de té con particiones o particiones de media altura. La antena inteligente con un haz direccional de alta ganancia tiene ventajas significativas en escenarios donde las señales deben atravesar paredes o pisos. En escenarios con obstáculos impenetrables, la antena inteligente puede elegir otros haces direccionales para superar las barreras utilizando métodos multitrayecto como la reflexión y la difracción.

Figura 2: Diagrama esquemático de la selección del haz de la antena inteligente en escenarios con obstáculos

Escenarios de alta densidad con concurrencia multiusuario

En escenarios de alta densidad, varios usuarios transmiten simultáneamente en el enlace descendente. MU-MIMO puede habilitarse para mejorar la eficiencia de transmisión de datos. La antena inteligente utiliza haces direccionales idénticos para los usuarios en la misma dirección, lo que puede aumentar la intensidad de recepción de la señal del terminal y disminuir la interferencia entre los datos de los terminales en diferentes direcciones.

Figura 3: Diagrama esquemático de la selección de haz de la antena inteligente en el escenario de alta densidad donde varios usuarios transmiten simultáneamente en enlace descendente