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什么是大规模MIMO技术?

2019-07-02 14:57:46   作者:   来源:CTI论坛   评论:0  点击:


  大规模MIMO技术必然会成为超快5G网络中的核心组成部分。但大规模MIMO到底是什么呢?为什么它对5G的运行如此重要呢?
  01、什么是大规模MIMO?
  MIMO指的是多路输入多路输出。虽然它涉及多种技术,但MIMO可以从本质上归纳为一条简单的原理:可在相同的无线信道上同时发送和接收多个数据信号的无线网络。
  标准的MIMO网络通常会使用2或4天线配置。另一方面,大规模MIMO是一种会用到大量天线的MIMO系统。
  至于大规模MIMO的构成设置,目前尚无定论,但通常的描述是具备数十甚至数百天线的系统均可被称为大规模MIMO。例如,华为、中兴和Facebook都已经演示过包含96至128天线的大规模MIMO系统。
  爱立信的AIR 6468被称为“世界首个5G NR无线”,它使用的就是64发射天线和64接收天线。
  02、大规模MIMO的优势何在?
  与普通网络相比,MIMO网络的优势在于它可以将网络连接的容量提高数倍,且不需要占用更多的频谱。据报告称,该技术可以使容量大幅提高,甚至可能在未来将容量提高50倍。
  发射机/接收机所配备的天线数量越多,可能的信号路径就越多,数据速率和链路可靠性方面的性能也就会更好。
  大规模MIMO网络还使在更高频段传输的设备具备更强的响应能力,有效提高覆盖范围。特别是,这种技术能够使用户在室内获得更强的信号(5G更高的频率也会在这方面存在一些固有问题)。
  在大规模MIMO网络中,更多的天线数量也可以使其具备比当前使用少量天线的系统更强的抵御干扰和故意干扰的能力。
  此外,值得注意的是,大规模MIMO网络还会使用波束塑型技术(beamforming),可实现目标频谱使用。当前的移动网络在这方面灵活性很差,附近的所有用户都会按比例占用单个频谱池,会在人口稠密的地区出现性能瓶颈的问题。而使用大规模MIMO和波束塑型后,能够以更加智能和高效的方式处理这一过程,数据速率和时延都会在整个网络中变得更加一致。
  03、MIMO和5G
  尽管标准的MIMO原理已经应用于多个Wi-Fi和4G标准中,但大规模MIMO将会在5G到来时真正登场。的确,人们都预计大规模MIMO会成为5G的关键能力和基本组成部分。
  5G网络的关键角色之一就是应对数据使用量的巨大提升。Cisco公司估计,当5G在2020年向主流受众推广时,全世界的移动用户数量将达55亿,且每位用户每月都会消费20GB的数据流量,这个估计还未将物联网对移动网络的影响计算在内。
  大规模MIMO可在稠密地区同时为多用户、多设备提供服务,同时还能保持极快的数据速率和连贯的性能,这些能力使之成为满足5G时代各项需求的理想之选。
  04、大规模MIMO的突破
  大规模MIMO技术已经在中国和日本的4G LTE环境中投入商业运营。日本的Softbank在2016年底部署了世界上首个商用大规模MIMO网络。
  2017年9月初,爱