Atsakymas. Fazinė anteninė gardelė mobiliam ryšiui.

Kažkaip labai jau greitai ponas S2 atspėjo, kad nuotraukoje buvo pavaizduota fazinė anteninė gardelė (Phase Grid Array). Taip, tai būtent toksai daiktas ir yra. Tiesa, kiek suprantu, čia dar tik pirmoji karta panašių antenų, skirtų mobiliam ryšiui, o jau dabar Nokia Siemens (taip, ne ta Nokia, kur gamina telefonus, o bendra Nokia ir Siemens įmonė) daro ir sudėtingesnes sistemas, tačiau jos dar visai laboratorinės.

Tokia, kaip pavaizduota fazinė anteninė gardelė kol kas pastatyta, jei mano atmintis nemeluoja, tiktai Stokholme, ją naudoja Tele2. Kitur pasaulyje jų kol kas nėra, nors po metų-kitų reikia manyti, panašios antenos bus statomos jau ir Vilniuje.

Būtent šitos antenos navarotas – viename daikte yra dvi virtualios celės. Priklausomai nuo to, kur yra žmonės, kalbantys telefonu, celės artėja ar tolsta nuo antenos, nes atitinkamai juda antenos spindulys. Tiksliau – du spinduliai. Grubiai tariant, čia gaunasi dvi virtualios celės, judančios kartu su ryšio naudotojais. Naudotojai nutolsta – nutolsta ir celė su jais. Naudotojai priartėja – celė irgi priartėja. Kai celės yra dvi, tai jos abidvi gali važinėtis ten, kur mobiliais telefonais kalbančių žmonių susikaupia daugiausiai.

Fazinė anteninė mobilaus ryšio gardelė

Taip, čia yra fazinė anteninė gardelė - ta antenų rūšis, kuri daro nesuprantamus fokusus, kurių veikimo niekas nesupranta ir negali paaiškinti, o tie, kas tą skaičiuoja, tai irgi skaičiuoja kompiuteriais ir nesugeba paaiškinti rišliau, nei "labai gudriai veikia, čia susideda fazės su kryptimis iš skirtingų antenų ir siųstuvų ir gaunasi spindulys arba keli, kurie juda pagal fazes, kurios paduodamos"

Nuotraukoje pavaizduota antena slankioja celes tik vertikalioje plokštumoje, tačiau analogiškai įmanoma ir statyti jas horizontaliai (jei tam yra prasmės). Antena yra aktyvinė, 8 siųstuvai įtaisyti joje pačioje, o galutiniame rezultate susidedant signalams, gaunasi 2 siųstuvų ir 2 antenų ekvivalentas. Siauras ir kryptį pagal poreikį keičiantis spindulys gaunamas per skirtingų siųstuvų fazių sukimą, kur kiekvienas iš siųstuvų duoda signalą taip, kaip reikia, kad gautųsi kryptingumas ir lapelių, susidedančių pagal skirtingas fazes ir panašius nesuprantamus žodžius*. Matematika, kuri čia naudojama, yra užribinė ir sveiku protu nesuvokiama, o kodėl – tai supras kiekvienas, kas bandė skaičiuoti kad ir primityviausią bangolaidį.

Iš tų fazinių anteninių gardelių gaunasi esminis navarotas – su tokia antena signalas turi aukštą lygį būtent ten, kur reikia, o ne visur, kur papuola. Ateity pasirodys dar sudėtingesnės antenos, su dar daugiau siųstuvų, dar daugiau celių ir gausis taip, kad kiekviena stacionari-virtuali antena lakstys paskui vartotojus taip, kaip reikia tiems vartotojams. Galima netgi visai drąsiai spėti, kad po kažkiek metų stacionarių (bet virtualių) antenų skaičius bus lygus vienu metu šnekančių žmonių skaičiui, nes kiekvienam galima bus generuoti po nuosavą spindulį – tai esminis fazinių gardelių navarotas.

Bet čia yra vienas dar įdomesnis reikalas. Kadangi čia kalba eina apie 100 Mbps oru jau dabar (ir aš tą 100 Mbps oru jau mačiau gyvai ir ne iš bandomojo, o iš veikiančio tinklo), o 1 Gbps – ateityje, tai klausimas, kaip tą pralaidumą užtikrinti ne kokiems pavieniams klientams, o dešimtims ir šimtams jų paraleliai. Ir čia klausimas kyla jau ne tik apie dažnines juostas, o ir apie fizinio kanalo dalinimus. Ir vat šitam reikalui tų gardelių labiausiai ir reikia.

Anksčiau būdavo įprasta arba dalinti dažninėmis juostomis, arba dalinti pagal laiką. Mobiliame ryšyje, jei neklystu – pagal laiką. O pagal laiką yra išvis prastai, nes tada kyla atsakymo laikai (pingas didelis, geimeriams prastai). O šitos fazinės antenų gardelės leidžia dalinti geometriškai arba, jei tiksliau – tai tiesiog geografiškai. Tiesiog į riboto ploto segmentus.

Taigi, greičiausiai po 10-20 metų paskui kiekvieną mobilaus ryšio vartotoją lakstys po celę, kurios didumas tesieks vos dešimtį-kitą metrų. Arba netgi dar mažiau.

 

————–

* Iš principo viskas labai paprasta, jei matematikas užmiršim: tarkim, turime ant tiesės X dvi antenas, kurios į visas puses spinduliuoja vienodu kryptingumu. Atstumas tarp antenų lygus pusbangiui. Sakykim, antenos yra sinchrone pagal fazę. Kas atsitinka? Ogi pagal tiesę X abiejų antenų spinduliavimas sumuojasi ir nusinulina, o statmenai tiesei X abiejų antenų spinduliavimas sumuojasi į dvigubai galingesnį. Visas reikalas – tiesiog dėl fazių skirtumo, lygaus pusbangiui. Dabar galim pareguliuot vienos iš antenų siųstuvą, kad jis būtų priešingoje fazėje. Kas bus? Ogi tiesės X kryptimi signalas sumuosis, dvigubindamas galią, o statmenai tiesei – nulinsis. Žaidžiant su didesniu kiekiu antenų ir signalų fazėmis, galima gauti nepaprastai gerą kryptingumą ir, negana to, krūvas spindulių, valdomų nepriklausomai. Ir viskas – be jokių mechaniškai judančių dalių.

Rokiškis Rabinovičius rašo jūsų džiaugsmui

Aš esu jūsų numylėtas ir garbinamas žiurkėnas. Galite mane susirasti ir ant kokio Google Plus, kur aš irgi esu Rokiškis Rabinovičius+.

Dalinkitės visur: Share on Facebook1Share on Google+7Share on LinkedIn0Tweet about this on Twitter

10 thoughts on “Atsakymas. Fazinė anteninė gardelė mobiliam ryšiui.

  1. Tadas

    Kaip šis daiktas vadinasi angliškai? Tiesioginis vertinamas nelabai rezultatų davė paieškoje…

    Reply
    1. Rokiškis Post author

      Įvairiai vadinama. Vieną anglišką pavadinimą daviau --
      Phase Grid Array.

      Dar vadinama Electronically Steered Array, Phased Array Antenna, Phased Antenna Grid.

      Reply
  2. s2

    Ačiū, labai įdomu buvo skaityt:)

    „Atspėjau“ gal nelabai tinka. Mintis gimė todėl, kad (1) tamsta užsiminė apie elektrą, (2) Vytax spėjime paminėjo 4G anteną (tai kaip ir irgi atspėjo:), (3) užsiminėt ir apie kariškius, tamsta:), na ir (4) prieš pora mėnesių kaip tik sprendžiau, kokius Access Points pirkti fakultetui, ir išsirinkau tokio paties (fazinės gardelės) tipo antenytes.

    Tai va. Kadangi apie tuos išsirinkimus rašiau ir G+, neabejoju, kad tamsta turėjot galimybę viską stebėt:), padstrojint ir galų gale visus įtartinumus suverst man ant galvos 😀 iš anksto žinodamas tikėtiną baigtY!

    Bet iš tikrųjų tai labai džiugu:). Kaip kolega pasakė apie tokių antenų taikymą WiFi srity: „Labai smagu, kad šitokios antenos nešildo sienų, ypač kai to nereikia“.

    Na, yra tame galios numetime absoličioje IDLE būsenoje ir trūkumas. Signalas silpnesnis, nei įprasta, todėl per kliūtis jis prasiskverbia mažiau. O tai reiškia, kad ties pilnos galios riba išsidėstę eterio klientai ryšio gal visai ir nebesugebės užmegzti, kai stotis yra IDLE būsenoje ir jų pusėn stiprių spindulių nesiunčia.

    Bet gal su laiku sugalvos kokį dinaminį dažną eterio apskanavimą (abiejose pusėse) siųstuve injungus padidintą galią.

    PS: vienas toks kolega ABL dėl taikymo WiFi pasakė skeptiškai: „Kažin ar toks Phase Grid Array pralenktų paprastą Circular Polarization Antenna“. Tos gal ir neaplenktų pagal aprėptį. Bet pagal pralaidumą ir oro nešildymą, spėju, lenks.

    PPS: visa tai nereiška, kad gerai moku elektrodinamiką:) — priešingai. Mokinausi mažai ir dabar truputį dėl to sarmata.

    PPPS: begėdiškai indedu išsirinkto WiFi produkto technologijos aprašymą: http://www.ruckussecurity.com/BeamFlex.asp

    Nors, manau, yra ir pigesnių konkurentų. Jei ką domina, surasiu pavadinimus.

    PPPPS: jie netgi ir namam gamina tokius produktus. Lietuvoj mačiau už 350 Lt.: http://komveda.lt/bevielio-rysio-sprendimai.html

    Reply
    1. Rokiškis Post author

      Nemačiau tamstos posto apie tas antenas, prieš rašydamas šitą. Matyt, pražiopsojau. Kitaip būčiau išvis užuominų nedavęs jokių.

      O dėl 4G antenų -- tai jų ir ne tokių būna. Pati šita antena savo esme visgi ne 4G navarotas, nors su tuo 4G ir labai tinka ir su juo matyt ir bus daugiausiai naudojama.

      Reply
    2. Rokiškis Post author

      BTW, tas Beamflex, kiek supratau iš aprašymo -- tai ne fazinė gardelė, o tiesiog elektroniškai valdomas kryptingų antenų rinkinys viename daikte.

      Reply
  3. ert

    Rokiški jūs domitės elektroniką ir radiotechnika?
    Aš maniau jūs dar vienas humanitaras.
    Nustebinot.

    Matau tokio tinklo trūkumą:
    Mieste toks tinklas veiks puikiai, bet vietose, kur daug judėjimo ir gana didelis vartotojų srautas (tarpmiestiniai greitkeliai pvz Vilnius-Kaunas na gal koks didesnis užsienio greitkelis su dar didesniu srautu) reikalauja tas celes pamesti klientus už zonos ribų ir pagauti kitus vartotojus, bei sekti judėjimą. Pats vartotojo suradimas tokiame tinkle užimtų nemažai laiko. Žinoma tokiuose vietuose standartiniai sprendimai pakeistų gardeles.

    Reply
    1. Rokiškis Post author

      Celių dydžiai irgi gali keistis. Ne tik lapelių kryptis, bet ir kryptingumas vienodai gerai kaitaliojasi čia.

      BTW, dėl greitkeliu judančių abonentų: jei antenos veikimo nuotolis tas pats, tai paskui mašiną judanti celė ryšį galėtų palaikyti tiek pat laiko, kaip ir nejudanti, tačiau su aukštesniu signalo lygiu. Tiesiog sektų paskui.

      Reply
  4. prowler

    Ar ne tokio tipo antenos i MIG-31 pirmiausia pradejo eiti?
    Nes rusai labai gyresi,kad jie pirmieji pradejo tokia sistema i lektuvu RLS diegti.

    Reply
    1. Rokiškis Post author

      Taip, kiek atsimenu, pirmi aviaciniai radarai ant gardelių buvo pas rusus, ant Mig-31, pademonstruoti 1991 metais, nors bandymai pradėti dar 10 metų anksčiau.

      Pas amerikiečius panašiu metu analogiški radarai atsirado B1 bombonešiuose.

      Iki tol gardelės būdavo tik antžeminės ar laivuose.

      Reply
  5. Pingback: Tele2 klientai važiuoja į ryšio zoną « Rokiškis

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *