什么是大规模MIMO?

海量多输入多输出(Massive multiple-input multiple-output)是一种无线通信基站配备大量天线元件以提高频谱和能源效率的技术。

大型MIMO系统通常在一个单独的系统中有数十个、数百个甚至数千个天线天线阵

其他技术,如波束形成而空间复用使得大规模MIMO成为移动通信的关键技术之一5 g NR系统

大规模MIMO的好处

  • 改善小区边缘的覆盖:在…的背景下蜂窝通信,终端用户离基站越近,信号越强。当终端用户离开基站越远,他们就会靠近信号变弱的小区边缘。大规模MIMO在空间上引导传输,将能量集中到终端用户,从而实现更好的小区边缘性能。
  • 改进的吞吐量:通过使用具有MU-MIMO的空间复用,无线通信系统可以使用相同的时频资源与多个用户设备(UE)同时通信。该技术通常与大规模MIMO结合使用,以显著提高频谱效率和聚合效率吞吐量的细胞。
  • 由毫米波启用:使用毫米波频率(24ghz以上)时,由于路径损耗,信号功率迅速下降。因此,毫米波传输使大量MIMO能够提高信号功率。对大规模MIMO的需要在5 g系统其中引入了毫米波新频率(高达52 GHz)。

大规模MIMO的挑战

  • 建模、仿真和测试:随着大规模MIMO和毫米波等5G支持技术的引入,5G技术面临的挑战建模、模拟和测试正在变得越来越明显,特别是如果使用这些技术的无线电物理原型还没有可用的话。配置这些系统可能需要模拟结果,而不是现场测量结果
  • 能源消耗:为了达到5G毫米波传输所需的距离,大规模MIMO可能需要大量的天线单元。这种需求增加了系统的总体功率和成本要求,尽管方法如混合波束形成可应用于降低其功耗。
  • 渠道互惠:大规模MIMO设计用于时域双工(TDD)系统,即传输和接收发生在同一中心频率。然而,与频域双工(FDD)相比,TDD需要额外的校准,以实现信道互易。大量MIMO引入的许多天线的部署加剧了这一需求。

软件工具如MATLAB®无线通讯产品s manbetx 845提供有助于解决这些挑战的工具。

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  • 复杂天线单元和大规模MIMO的设计与综合相控阵和子串
  • 构造和分区混合波束形成跨数字和射频域智能化系统
  • 验证空间信号处理算法和信道模型包括5G NR CDL空间信道模型
  • 使用基于标准的仿真验证链路级设计5克系统