为5G无线系统大规模天线系统

海量多输入多输出(Massive MIMO)是一种无线通信技术,基站上安装了大量的天线单元,以提高频谱和能源效率。

对无线吞吐量、通信可靠性和用户密度的需求将不断增加。大规模的MIMO技术正在为5G无线通信系统开发,因为许多用户可以同时获得非常高的吞吐量。波束形成等处理技术可以集中大量MIMO天线阵列的信号能量,克服5G系统中高频传输固有的传播损耗。

巨大的MIMO有什么不同?

Massive MIMO是多用户MIMO或MU-MIMO的扩展,其中基站发射机利用相同的时频资源与多个移动基站接收机同时通信,提高了频谱效率。MIMO实现从一个2x2通道天线阵列开始。大规模MIMO系统通常在阵列中有数百甚至数千个天线通道。

MIMO系统的类型。

大规模MIMO的挑战

尽管它有很多优点,但是大量的MIMO也有一些局限性。

功耗。为了满足5G标准和毫米波范围为下一代无线通信系统的,大量的MIMO结合智能阵列设计和利用的空间信号处理技术,包括波束形成。需要有专用的发射/接收模块,用于在这种系统中每个天线元件增加了功耗和系统成本。混合波束形成通过分割数字和RF域之间的波束成形,并组合多个阵列元件成子阵列模块减轻大规模MIMO系统的功率消耗的问题。它需要较少的发射/接收模块,从而降低了功率消耗和系统成本。

大规模MIMO天线阵的混合波束形成结构。

通道互惠。大规模MIMO可以在频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种传输模式下工作。在5G中,海量MIMO在TDD模式下表现最好,在TDD模式下,信道估计基于信道互易。不像FDD系统,上行链路和下行链路通信发生在不同的频带上,TDD系统上行链路中的估计信道与下行信道中的估计信道是等价的。因此,它可以在下行链路中用于预编码。然而,在实际的TDD系统中,基站的发射和接收射频链与用户终端不同。这违反了互惠原则,需要互惠校准来克服这个问题。

使用MATLAB®万博1manbetx®,您可以:

  1. 设计并合成复杂的天线元件和大量的MIMO相控阵及子阵
  2. 设计和划分混合波束形成系统智能跨越数字和射频领域
  3. 验证的空间信号处理算法的概念
  4. 使用高保真度仿真验证链路级设计
  5. 评估失败或不完美的元素和子数组的影响
  6. 在构建硬件之前消除设计问题

参见:5G无线技术发展,波束成形,无线通信,LTE工具箱,WLAN的工具箱,通信工具箱,相控阵系统工具箱,天线工具箱,软件定义无线电,RF系统,OFDM

大规模MIMO相控阵系统的混合波束形成

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