Antenas Inteligentes

O que é a Smart Antenna?

Uma antena inteligente é um conjunto de múltiplas antenas com processadores de sinal integrados. Ela pode ajustar ou adaptar automaticamente seu padrão de feixe. Uma antena inteligente frequentemente inclui um sistema de feixe comutado e um sistema de formação de feixe adaptativo. O sistema de feixe comutado tem vários padrões de feixe fixos disponíveis, cujo acesso é decidido pelo requisito do sistema. O sistema de formação de feixe adaptativo permite que a antena ajuste o feixe para a direção do alvo para anular sinais interferentes.

O que é a tecnologia de antena inteligente?

A tecnologia de antena inteligente líder do setor inclui principalmente arrays de antenas e algoritmos de seleção de antenas. O array de antenas define o design do próprio hardware da antena, e o algoritmo de seleção de antenas refere-se a como selecionar antenas do array de antenas.

O arranjo de antenas é realizado pela tecnologia de comutação de feixe, que seleciona de forma inteligente vários elementos de antena para transmitir e receber sinais. Diferentes combinações de antenas formam diferentes direções de radiação de sinal, a fim de escolher a antena ideal para a STA em várias posições, melhorar a qualidade de recepção do sinal e aumentar a taxa de transferência do sistema. 

O algoritmo de seleção de antena inteligente Wi-Fi é essencial para o recurso adaptativo de enlace WLAN. Por meio do pacote de dados transmitido, a combinação de antenas apropriada é selecionada do arranjo de antenas de acordo com a localização dos terminais para melhorar o desempenho da rede. Substituindo o feixe omnidirecional legado pelo feixe direcional para concentrar energia, aprimorar a qualidade da recepção do sinal e melhorar a taxa de transferência do sistema.

Por que uma antena inteligente é necessária?

Primeiro, as antenas inteligentes abordam três desafios complicados enfrentados pelas antenas comuns. 

Cobertura de Borda Insuficiente: Antenas omnidirecionais comuns podem proporcionar aos usuários de curta distância uma boa experiência de Wi-Fi. No entanto, elas não conseguem atender aos requisitos de redes de alto desempenho para a intensidade do sinal em usuários de AP de longa distância, que cai significativamente devido ao ganho limitado, o que leva a baixa velocidade de conexão e até mesmo a problemas de desconexão. 

Cobertura ruim entre obstáculos: No uso real, os sinais serão severamente atenuados ao atravessar obstáculos como paredes e vidro, reduzindo a qualidade do sinal. Especialmente em cenários de oclusão física, é difícil para antenas comuns fornecer serviços Wi-Fi estáveis.

Interferência grave em cenário de alta densidade: Em cenários altamente distribuídos entre usuários, a concorrência entre múltiplos usuários pode facilmente levar à interferência de sinal, diminuindo o desempenho geral da rede. Mesmo com a introdução das tecnologias MU-MIMO e OFDMA nos padrões modernos de Wi-Fi, não é fácil melhorar efetivamente a experiência dos usuários na borda da cobertura.

Em segundo lugar, a antena inteligente possui as seguintes vantagens em relação à antena comum:

Estender distância de cobertura: Ao ajustar de forma flexível a direção do feixe, as antenas inteligentes podem melhorar a intensidade do sinal, ampliar a área de cobertura e reduzir o custo de implantação de APs.

Melhore a experiência de cobertura entre obstáculos: Antenas inteligentes podem aumentar a intensidade do sinal na direção de obstáculos existentes. Ao enfrentar obstáculos que não podem ser penetrados, a combinação de antenas pode ser ajustada para contornar as barreiras por meio de métodos de múltiplos percursos, como reflexão e difração de sinais sem fio.

Reduza a interferência em cenários de alta densidade: A antena Samart pode ajustar as direções do feixe de sinal de acordo com a localização do usuário para reduzir a interferência de diferentes direções, melhorando assim a experiência do usuário.

Quais são os cenários de aplicação para antena inteligente?

A seguir, são apresentados três cenários típicos de aplicação para uma antena inteligente:

Cobertura de média a longa distância

Quando o AP envia dados aos terminais, o algoritmo de antena inteligente escolherá o feixe direcional mais adequado de acordo com a localização do terminal. O feixe direcional que substituiu o feixe omnidirecional tem alto Gain, o que melhora a capacidade de cobertura para usuários de médio a longo alcance e de borda. 

Figura 1: Diagrama esquemático da seleção de feixe da antena inteligente em cenários de médio a longo alcance

Cobertura Wi-Fi complexa com obstáculos

A antena inteligente pode ampliar o alcance de cobertura do AP em ambientes com divisórias, como salas de reunião e salas de chá com divisórias ou divisórias de meia altura. A antena inteligente com um feixe direcional de alto ganho tem vantagens significativas em cenários em que os sinais precisam atravessar paredes ou pisos. Em cenários com obstáculos impenetráveis, a antena inteligente pode escolher outros feixes direcionais para superar as barreiras usando métodos de multipercurso, como reflexão e difração.

Figura 2: Diagrama esquemático da seleção de feixe da antena inteligente em cenários com obstáculos

Cenários de alta densidade com concorrência de vários usuários

Em cenários de alta densidade, vários usuários no downlink transmitem simultaneamente. MU-MIMO pode ser habilitado para melhorar a eficiência da transmissão de dados. A antena inteligente usa feixes direcionais idênticos para usuários na mesma direção, o que pode aumentar a intensidade de recepção do sinal do terminal e diminuir a interferência entre os dados dos terminais em diferentes direções.

Figura 3: Diagrama esquemático da seleção de feixe da antena inteligente no cenário de alta densidade em que vários usuários no downlink transmitem simultaneamente