Antennes intelligentes

Qu’est-ce que l’antenne intelligente ?

Une antenne intelligente est un réseau de plusieurs antennes doté de processeurs de signal étroitement intégrés. Elle peut ajuster ou adapter automatiquement son diagramme de rayonnement. Une antenne intelligente comprend souvent un système à faisceaux commutés et un système de formation de faisceau adaptatif. Le système à faisceaux commutés dispose de plusieurs diagrammes de faisceau fixes disponibles, dont l'accès est déterminé par les exigences du système. Le système de formation de faisceau adaptatif permet à l'antenne d'ajuster le faisceau vers la direction cible afin d'annuler les signaux interférents.

Qu’est-ce que la technologie d’antenne intelligente ?

La technologie d’antenne intelligente à la pointe du secteur comprend principalement des réseaux d’antennes et des algorithmes de sélection d’antennes. Le réseau d’antennes définit la conception du matériel d’antenne lui-même, et l’algorithme de sélection d’antennes indique comment sélectionner les antennes dans le réseau d’antennes.

Le réseau d’antennes est obtenu par une technologie de commutation de faisceaux, qui sélectionne intelligemment plusieurs éléments d’antenne pour transmettre et recevoir des signaux. Différentes combinaisons d’antennes forment différentes directions de rayonnement du signal, afin de choisir l’antenne optimale pour la STA à différentes positions, d’améliorer la qualité de réception du signal et d’augmenter le débit du système. 

L’algorithme de sélection d’antenne intelligente Wi-Fi est essentiel à la fonction d’adaptation de liaison WLAN. Grâce au paquet de données transmis, la combinaison d’antennes appropriée est sélectionnée dans le réseau d’antennes en fonction de l’emplacement des terminaux afin d’améliorer les performances du réseau. Il remplace le faisceau omnidirectionnel hérité par un faisceau directionnel afin de concentrer l’énergie, d’améliorer la qualité de réception du signal et d’augmenter le débit du système.

Pourquoi une antenne intelligente est-elle nécessaire ?

Tout d’abord, les antennes intelligentes répondent à trois défis complexes rencontrés par les antennes ordinaires. 

Mauvaise couverture en périphérie : Les antennes omnidirectionnelles ordinaires peuvent offrir aux utilisateurs à courte portée une bonne expérience Wi-Fi. Cependant, elles ne peuvent pas répondre aux exigences des réseaux haute performance en matière de puissance du signal pour les utilisateurs AP à longue distance, qui diminue considérablement en raison du gain limité, ce qui entraîne une faible vitesse de connexion, voire des problèmes de déconnexion. 

Mauvaise couverture à travers les obstacles : Dans l’utilisation réelle, les signaux seront fortement atténués lorsqu’ils traversent des obstacles tels que les murs et le verre, ce qui diminue la qualité du signal. En particulier dans les scénarios d’occlusion physique, il est difficile pour les antennes ordinaires de fournir des services Wi-Fi stables.

Interférences graves dans les scénarios à haute densité : Dans les scénarios à forte distribution d'utilisateurs, la concurrence multi-utilisateurs peut facilement entraîner des interférences de signal, diminuant les performances globales du réseau. Même avec l'introduction des technologies MU-MIMO et OFDMA dans les normes Wi-Fi modernes, il n'est pas facile d'améliorer réellement l'expérience des utilisateurs en périphérie de la couverture.

Deuxièmement, l’antenne intelligente présente les avantages suivants par rapport à une antenne ordinaire :

Étendre la distance de couverture : En ajustant avec souplesse la direction du faisceau, les antennes intelligentes peuvent améliorer la puissance du signal, étendre la zone de couverture et réduire les coûts de déploiement des AP.

Améliorer l’expérience de couverture à travers les obstacles : Les antennes intelligentes peuvent renforcer la puissance du signal dans la direction des obstacles existants. Face à des obstacles qui ne peuvent pas être pénétrés, la combinaison d'antennes peut être ajustée pour contourner les barrières grâce à des méthodes multitrajets telles que la réflexion et la diffraction des signaux sans fil.

Réduire les interférences dans les scénarios à haute densité : L’antenne Samart peut ajuster les directions du faisceau de signal en fonction de l’emplacement de l’utilisateur afin de réduire les interférences provenant de différentes directions, améliorant ainsi l’expérience de l’utilisateur.

Quels sont les scénarios d’application de Smart Antenna ?

Voici trois scénarios d’application typiques pour une antenne intelligente :

Couverture moyenne à longue distance

Lorsque l’AP envoie des données aux terminaux, l’algorithme d’antenne intelligente choisit le faisceau directionnel le plus adapté en fonction de l’emplacement du terminal. Le faisceau directionnel qui a remplacé le faisceau omnidirectionnel possède un Gain élevé, ce qui améliore la capacité de couverture pour les utilisateurs à moyenne et longue distance et en périphérie. 

Figure 1 : Schéma de principe de la sélection du faisceau d’antenne intelligente dans les scénarios à moyenne et longue portée

Couverture Wi-Fi complexe avec obstacles

L’antenne intelligente peut améliorer la portée de couverture de l’AP dans les environnements comportant des cloisons, comme les salles de réunion et les salons de thé avec cloisons ou cloisons à mi-hauteur. L’antenne intelligente dotée d’un faisceau directionnel à gain élevé présente des avantages significatifs dans les scénarios où les signaux doivent traverser des murs ou des planchers. Dans les scénarios comportant des obstacles impénétrables, l’antenne intelligente peut choisir d’autres faisceaux directionnels pour contourner les obstacles en utilisant des méthodes de propagation par trajets multiples telles que la réflexion et la diffraction.

Figure 2: Schéma de principe de la sélection du faisceau d’antenne intelligente dans des scénarios avec obstacles

Scénarios à haute densité avec concurrence multi-utilisateur

Dans les scénarios à haute densité, plusieurs utilisateurs en liaison descendante transmettent simultanément. MU-MIMO peut être activé pour améliorer l’efficacité de la transmission des données. L’antenne intelligente utilise des faisceaux directionnels identiques pour les utilisateurs situés dans la même direction, ce qui peut renforcer la puissance de réception du signal du terminal et réduire les interférences entre les données des terminaux dans différentes directions.

Figure 3 : Schéma de principe de la sélection du faisceau d’antenne intelligente dans le scénario à haute densité où plusieurs utilisateurs en liaison descendante transmettent simultanément