Vorneweg: kann es sein, dass du MIMO und Beamforming in einen Topf wirfst? Für beides brauchst du natürlich mehrere Antennen, aber MIMO ist nicht gleich Beamforming.
0x8100 schrieb:
da aktuelle geräte 4x4 mimo haben, wäre die die positionsbestimmung mit 4 antennen im raum kein problem.
Du stellst es dir zu einfach vor. Zum einen haben Basisstionen 4x4 oder mehr, aber das bedeutet nicht, dass die Endgeräte auch 4x4 am Mobilfunkmodem haben. Und auch wenn du mehrere Antennen am Smartphone-Mobilfunkmodem hättest, kannst du damit nicht so einfach die Sender-Position eines eingehenden Signals bestimmen. (Denn es gibt ja auf dem Kanal nicht nur einen Spike, wo du einfach den Zeitversatz an den Antennen messen und damit triangulieren könntest). Du bekämst Signale an den unterschiedlichen Antennen und musst nun heraus bekommen, bei welcher Kombination der Phasenverschiebung das Signal rauskommt unter Berücksichtigung der Anwendung von MIMO (also Gewinne aus Mehrwegeausbreitung, wo es also nicht "die eine richtige" Richtung gibt). Um im Gegensatz zur Sektorantenne an der Basisstation kann das Signal beim Smartphone hier aus allen Richtungen kommen, damit erhöhen sich die Varianten. Dass heisst, du musst idealerweise die Richtung und die damit notwendigen Phasenverschiebungen bereits kennen, kannst sie aber nicht trivial ermitteln. In dem Qualcom-Paper beschreibt der Algorithmus dafür die Notwendigkeit und Verwendung von Pilotkanälen, damit das Smartphone sich mit der Basisstation über die notwendigen Phasenverschiebungen abstimmen kann. Und das müsstest du dann ununterbrochen machen, denn bei jeder Ausrichtungsänderung des Smartphones musst du nachführen, ansonsten geht die Keule leicht daneben.
Da du beim Beamforming ein besseres Signal in der richtigen Richtung hast, dafür aber ein umso schlechteres Signal sobald die Keule "daneben geht", lohnt der Rechenaufwand auf UE-Seite dafür nicht. Denn selbst wenn das Mobilfunkmodem Beamforming unterstützen würde, wäre die resultierende Verbesserung der Signalkeule nicht wirklich relevant, denn Beamforming ist umso besser, je mehr Antennen du hast und je weiter diese von einander entfernt sind. Beides ist ein Kostenfaktor und räumlicher Abstand ist in kleinen Smartphones eh kaum vorhanden. Es wäre auch deswegen nicht sinnvoll, weil die Basisstation dich mit ihren größeren Sektorantennen eh gut hört. Das Qualcom-Paper hat untersucht, um vielviel besser das Signal wäre, wenn man auch auf UE-Seite Beamforming einsetzt, das negiert aber nicht die anderen Faktoren. Und am Ende geht es bei Smartphones immer um Kosten und Energieeffizienz.
Daher ist es sinnvoll MIMO auf beiden Seiten soweit wie möglich einzusetzen, (je nach Antennenausstattung ) und Beamforming auf der Seite der stationären Basisstation bzw dem Satellit, denn von diesen aus gesehen sind die Richtungsänderungen sehr gering.