Con muchos fabricantes de equipos de comunicación ingresando a la banda de frecuencia de ondas milimétricas, MIMO masivo seguramente desencadenará una gran ola

1. Estimación de canales

La estimación de canales ocupa una posición importante en un sistema de comunicación. Si la estimación es precisa o no, tendrá un profundo impacto en el rendimiento del sistema, especialmente cuando el decodificador de canal no puede resistir la influencia de errores de estimación de canal excesivos. En primer lugar, el sistema MIMO masivo tiene un conjunto de antenas a gran escala y la respuesta del canal correspondiente se ajusta a cierta ley de los grandes números (LLN). En segundo lugar, el MIMO masivo actual adopta la tecnología TDD. Esta tecnología es diferente de la tecnología FDD y tiene características de reciprocidad de canales. La investigación sobre la tecnología TDD sigue siendo un desafío. Finalmente, el problema de contaminación piloto de los sistemas MIMO masivos sigue sin resolverse. Este problema surge cuando se usan secuencias piloto ortogonales en una celda, pero se usa el mismo conjunto de secuencias piloto entre celdas. La razón principal de este problema es que cuando los usuarios usan el mismo conjunto de secuencias de entrenamiento o secuencias de entrenamiento no ortogonales, las secuencias de entrenamiento enviadas por los usuarios en celdas adyacentes no son ortogonales. Por tanto, el canal estimado por la estación base no es el canal utilizado entre el usuario local y la estación base, sino un canal contaminado por secuencias de entrenamiento enviadas por usuarios en otras celdas.

2. Modelado de canales

En un sistema MIMO masivo, la estación base está equipada con una gran cantidad de antenas, lo que mejora significativamente la resolución espacial de la transmisión MIMO. El canal de transmisión inalámbrica tiene nuevas características, y el modelo de canal adecuado para el sistema MIMO masivo debe discutirse sistemáticamente. Bajo un modelo de canal y una potencia de transmisión dados, la tasa de transmisión máxima (es decir, la capacidad del canal) admitida por el canal se caracteriza con precisión, para revelar la influencia de varias características del canal en la capacidad del canal y proporcionar una base importante para la óptima diseño del sistema de transmisión. Así como evaluaciones de desempeño como eficiencia espectral y eficiencia energética.

3. Detección de señal

La tecnología de detección de señales en el sistema Massive MIMO tiene un impacto crucial en el rendimiento general del sistema. En comparación con el sistema MIMO existente, la estación base en el sistema MIMO masivo está equipada con una gran cantidad de antenas, por lo que se genera una gran cantidad de datos, lo que plantea requisitos más altos en los algoritmos de procesamiento de radiofrecuencia y banda base. Se espera que los algoritmos de detección MIMO sean prácticos, equilibren la baja complejidad y el alto paralelismo, con la capacidad de hardware y el bajo consumo de energía.

4. Adquisición de CSI

Bajo los requisitos de alta confiabilidad y baja latencia de 5G, la estimación de CSI debe ser precisa y en tiempo real. CSI juega un papel de apoyo y garantía en el futuro modelado y comunicación de canales. Si el CSI no se puede capturar de forma rápida y precisa, el proceso de transmisión se verá gravemente perturbado y limitado. Según los resultados de la investigación existente, si se introduce un módulo de desvanecimiento rápido en un sistema MIMO masivo, el CSI del sistema cambiará lentamente con el tiempo. Además, la cantidad de usuarios simultáneos atendidos por el sistema no tiene nada que ver con la cantidad de antenas de la estación base y está limitada por la capacidad del sistema para adquirir CSI. La Figura 5 muestra el marco CSI en NR.

V. Diseño de dispositivos de conjuntos de antenas a gran escala

Es bien sabido que el espacio entre las antenas es demasiado pequeño para causar interferencias mutuas, por lo que desplegar de manera efectiva una gran cantidad de antenas en un espacio limitado se convierte en un nuevo desafío. La investigación sobre los problemas anteriores enfrenta muchos desafíos. Con la profundización de la investigación, los investigadores tienen grandes esperanzas en la aplicación de la tecnología MIMO masiva en 5G. Es previsible que la tecnología MIMO masiva se convierta en una de las tecnologías centrales que diferencian 5G de los sistemas existentes. La figura 6 muestra una arquitectura de diseño de chip detector MIMO basada en ADRES.