什么是Massive MIMO 技术

2020-05-25 15:56:10      点击:

5G作为下一代移动通信的标准,行业内的标准化组织和厂商都在非常积极地推进5G的研发工作。

5G的目标是要提供和目前3G、4G完全不一样的用户体验,其中包含了我们在人群非常密集的区域依旧能保持一个高速的传输体验,还有低时延、高可靠性的通信。

为了使得网络能够达到这些典型场景的能力,我们需要一些新的技术来实现。新的技术,其中包括一些演进型的技术,目前LTE里在做的,Sub 6GHz、WiFi等无线网络的技术,频谱共存。

也有一些是革命性的技术。比如说使用毫米波频段的宽带通信来提高传输速率,也包括Massive MIMO大规模天线阵这样的技术。

Massive MIMO大规模天线阵技术,主要是在基站侧使用了大量的天线,这个数量是远远大于在蜂窝网络中使用的终端天线的数目。该技术在5G中可以极大地提高频谱的利用效率,降低用户之间的干扰。


【小课堂】

Massive MIMO和Beamforming的关系

通常很多人会把Massive MIMO和Beamforming关联到一起。对此我们可以有一个简单的认知,如果都是在直达路径的情形,我们就能够使用Beamforming这样的技术,形成一个很窄的波束来服务于各个用户,来保证客户同时段、同频段来共享资源。


倘若是在多径的场景下,Massive MIMO技术的应用可以达到类似多个用户同时同频共享频谱资源的效果。关于Massive MIMO 大规模天线在数学理论上的进展,当我的天线数目非常大的时候,通过理论的推演,这时候用户的信道存在着正交性,对于多用户传输属于有利信道。满足这样的一个信道场景,我们就可以在用户之间同时共享频谱资源而不会出现干扰。

另外一个Massive MIMO所要考虑到的问题是,需要对信道进行估计来得到信道的状态。我们可以想象一下,在基站侧有很多天线,假如在天线端发射导频资源的话,会占用大量的信道资源。因此,大家更倾向于UE端发送导频信号,而BTS端来估计信道的状态,再利用信道的互易性来得到信道信息。因此,Massive MIMO 系统更喜欢用TDD的方式。Massive MIMO技术是结合了基带算法,多通道的射频前端,以及Massive MIMO阵列技术,来实现高容量、高可靠的通信,和支持多用户的同时传输的一项非常复杂的通信技术。

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