Beamforming

Entwicklung von Beamformern für drahtlose Kommunikation, Radar, Sonar, medizinische Bildgebung und Lautsprechersysteme

Das Beamforming ist eine wichtige Technik, um das Signal-Rauschen-Verhältnis erhaltener Signale zu verbessern, unerwünschte Interferenzquellen zu eliminieren und übertragene Signale auf einen bestimmten Ort zu konzentrieren. Es bildet das Kernstück moderner drahtloser Kommunikationssysteme wie 5G, LTE und WLAN und wird in Sensor-Arrays in Radar, Sonar, medizinischer Bildgebung und Audiosystemen verwendet.

Die Entwicklung eines Beamformers und die Evaluierung alternativer Algorithmen sind nur der erste Schritt zur Erreichung der erforderlichen Leistung eines drahtlosen Kommunikationssystems oder eines Radarsystems. Um die Leistung zu bewerten, muss der Beamformer in ein Modell auf Systemebene integriert und für eine Reihe von Parameter-, Steuerungs- und Kanalkombinationen evaluiert werden. Eine weitere Herausforderung entsteht durch Trade-Offs auf Systemebene zwischen der Durchführung von Beamforming im Hochfrequenzbereich und/oder im Digitalbasisband. Alle diese Vorgänge werden am besten früh im Entwurfsprozess durchgeführt.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, können Beamforming-Algorithmen im Kontext eines gesamten Systems modelliert werden, das Hochfrequenz-, Antennen- und Signalverarbeitungskomponenten umfasst. MATLAB® und Simulink® bieten einen vollständigen Satz von Tools und Algorithmen für die Modellierung und die Simulation, mit denen Beamformer entworfen, getestet und integriert werden sowie vollständige Analysen auf Systemebene durchgeführt werden können. Sie können beispielsweise Folgendes damit durchführen:

  • Beamformer für LTE, WLAN- und 5G-Kommunikations-Systeme entwerfen und die Leistung auf Verbindungebene evaluieren
  • Sensor-Array-Systeme mit konventionellen und adaptiven Schmalband- und Breitband-Beamformern entwerfen und modellieren
  • Beamforming in End-to-End-Radar- und -Sonarsysteme integrieren
  • Beamformer für ein Mikrofon-Array entwerfen, um die Leistung von Audio-Anwendungen zu verbessern


Softwarereferenz

Siehe auch: Antenna Toolbox™, Signal Processing Toolbox™, RF Blockset™, DSP System Toolbox™, Communications System Toolbox™, Radarsystementwurf, Videos zum Radarsystementwurf, MIMO