什么是massive mimo
4g中,時(shí)間和頻率的利用已經(jīng)很接近理論極限,5g的關(guān)鍵是如何利用空間維度再度提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研究人員研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)小區(qū)基站天線數(shù)目趨于無窮大時(shí),加性高斯白噪聲和瑞利衰落等負(fù)面影響全都可以忽略不計(jì),數(shù)據(jù)傳輸速率能得到極大提高。
massive mimo(大規(guī)模天線技術(shù),亦稱為large scale mimo)孕育而生。massive mimo指的是發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線,信號(hào)可以通過發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線發(fā)送和接收,在不增加頻譜資源和天線發(fā)送功率的情況下,提升系統(tǒng)信道容量和信號(hào)覆蓋范圍。
借助多天線下的分集和復(fù)用技術(shù),能夠有效提升信息傳輸可靠性和有效性。lte 3gpp 36.213中引入了7種mimo傳輸模式:
模式1:單天線端口傳輸
模式2:發(fā)射分集(對(duì)抗衰落)
模式3:開環(huán)空間復(fù)用(適用于高速移動(dòng)環(huán)境)
模式4:閉環(huán)空間復(fù)用(提高峰值速率)
模式5:多用戶mimo(提高系統(tǒng)容量)
模式6:單層閉環(huán)空間復(fù)用(提升小區(qū)覆蓋,抑制干擾)
模式7:單流波束賦形(提升小區(qū)覆蓋,抑制干擾)
massive mimo的優(yōu)點(diǎn)
香農(nóng)定理c=w*log2*(1+s/n),其中c為速率,w是鏈路的帶寬,s是平均信號(hào)功率,n是平均噪聲功率,s/n即為平時(shí)說的信噪比。我們從香農(nóng)定理可以看出,在頻譜資源(w)有限的情況下,發(fā)射功率/噪聲由于法規(guī)/工藝/費(fèi)用限制無法提升的情況下,只有通過空間成為提升性能的資源,其本質(zhì)上也是變相提升了信號(hào)功率。
俗版:我通過各種渠道,向你身邊的三姑六婆都傳播同一個(gè)信息,也許每個(gè)人都有不同的曲解(噪音),最后三姑六婆們將信息都匯總到你這里,你將這些信息的共同點(diǎn)提取出來,合成了一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的共識(shí)信息,這是第一個(gè)好處;我通過各種渠道,向你身邊的三姑六婆都傳播不同的信息,每個(gè)人得到的信息都不是完整的,你將這些信息匯總后,合成了一個(gè)相對(duì)完整的信息,這是第二個(gè)好處。
延伸閱讀:波束賦形
massive mimo無疑是一把雙刃劍,提供更優(yōu)質(zhì)信號(hào)的同時(shí),系統(tǒng)必須用非常復(fù)雜的算法來找到用戶的準(zhǔn)確位置,否則就不能精準(zhǔn)地將波束對(duì)準(zhǔn)這個(gè)用戶。因此,波束管理和波束控制對(duì)massive mimo來說就非常重要。
波束賦形——通過信號(hào)預(yù)處理算法為波束安排最佳路由,它也可以在精準(zhǔn)協(xié)調(diào)下將數(shù)據(jù)流經(jīng)由障礙物反射路徑發(fā)送到指定用戶。

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