海量多输入多输出MIMO (Massive multi -input multiple-output)是一种多输入多输出技术无线通信一种为基站配备大量天线元件以提高频谱和能量效率的技术。

大规模MIMO系统通常在单个系统中有数十、数百甚至数千个天线天线阵

其他技术,如波束形成而空间多路复用技术使大规模MIMO成为关键技术之一5 g NR系统

大规模MIMO的好处

  • 改善单元格边缘的覆盖:在…的背景下蜂窝通信,终端用户离基站越近,信号越强。当终端用户远离基站时,他们会接近小区边缘,那里的信号会变弱。大规模MIMO空间定向传输,将能量集中到终端用户,使蜂窝边缘性能更好。
  • 改进的吞吐量:无线通信系统通过使用MU-MIMO空间复用技术,可以使用相同的时频资源与多个用户设备(UEs)同时通信。该技术经常与大规模MIMO联合使用,以显著提高频谱效率和聚合吞吐量的细胞。
  • 毫米波启用:使用毫米波频率(高于24ghz)时,信号功率由于路径损耗而迅速下降。因此,毫米波传输使大量MIMO提高信号功率。对大规模MIMO的需求在5 g系统其中引入了新的毫米波频率(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技术的引入,5G技术面临的挑战建模、仿真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的物理原型还没有得到。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元件。这种需求增加了系统的整体功率和成本需求,尽管方法如混合波束形成可应用于减少其电力消耗。
  • 渠道互惠:大规模MIMO是专为时域双(TDD)系统,传输和接收在同一中心频率发生。然而,为了实现信道互易,TDD相对于其频域双工(FDD)需要额外的校准。大规模MIMO引入的许多天线的部署加剧了这种需求。

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  • 设计和合成复杂天线元件和大规模MIMO相控阵和子串
  • 构造和分区混合波束形成系统智能地跨越数字和射频域
  • 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
  • 验证链路级设计使用基于标准的模拟5克系统

大规模MIMO相控阵系统的混合波束形成