大規(guī)模MIMO能否兌現(xiàn)5G的承諾

周三在NIWeek舉行的主題演講中，布里斯托大學(xué)工程學(xué)院院長Andrew Nix博士和隆德大學(xué)教授Ove Edfors博士上臺(tái)討論了近期研究的結(jié)果，展示了Massive MIMO的前景。提供5G。過去一年一直關(guān)注無線領(lǐng)域的任何人都應(yīng)該熟悉5G。前提很簡單。我們對移動(dòng)數(shù)據(jù)，流媒體4K視頻，自動(dòng)駕駛汽車以及從智能工廠到家庭連接的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的所有需求的所有需求將對我們當(dāng)前的無線功能造成壓力，而不是更晚。5G承諾通過提供我們?nèi)找婊ヂ?lián)的世界所需的所有速度，低延遲和高容量來成為解決方案。

問題是沒有人完全找到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的方法。而2020年5G推出的預(yù)期年份將比我們大多數(shù)人想要的更快。

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然而，Bristol和Lund的研究人員已經(jīng)證明了Massive MIMO可能就是答案。“傳統(tǒng)的[無線]系統(tǒng)使用時(shí)域和頻域來共享資源，”Edfors告訴觀眾。“大規(guī)模MIMO向空間領(lǐng)域邁出了一步。”他說，結(jié)果是一個(gè)系統(tǒng)具有更好的頻譜效率，并且比當(dāng)前的LTE(4G)技術(shù)更節(jié)能。

Massive MIMO于2010年在IEEE無線通信交易中發(fā)布，通過在基站使用大量(64或更多)天線克服了能源使用和干擾問題，使其能夠?yàn)楦嘤脩籼峁┓?wù)在密集區(qū)域，同時(shí)仍然在無線電頻譜的范圍內(nèi)。如果正確實(shí)施，研究人員相信，Massive MIMO將為移動(dòng)用戶減少掉話和死區(qū)帶來諸多好處，以便在包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的各種其他應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)傳輸。

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在5月份進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，Bristol和Lund的團(tuán)隊(duì)使用128天線實(shí)時(shí)測試平臺(tái)，通過一個(gè)20 Mhz無線電頻道為22個(gè)同時(shí)用戶提供服務(wù)。結(jié)果優(yōu)于所有先前的頻譜效率記錄 - 達(dá)到145.6比特/秒/赫茲(作為比較LTE在粗略的14至16比特/秒/赫茲下運(yùn)行)以及1.59Gbps的總數(shù)據(jù)速率。

研究團(tuán)隊(duì)使用由NI(NI)創(chuàng)建的首個(gè)MIMO原型系統(tǒng)進(jìn)行測試。該系統(tǒng)可從4個(gè)天線擴(kuò)展到128個(gè)天線，旨在與NI的新MIMO應(yīng)用框架軟件配合使用，允許用戶創(chuàng)建小型和大型天線系統(tǒng)，并執(zhí)行與MIMO相關(guān)的實(shí)時(shí)操作，如信道估計(jì)，預(yù)編碼和解碼。“NI提供的MIMO應(yīng)用框架允許我們的團(tuán)隊(duì)從高級(jí)起點(diǎn)開始我們的工作，”Nix說。“軟件和硬件之間的無縫交互使我們能夠迅速從理論到現(xiàn)實(shí)世界的原型設(shè)計(jì)。”

兩所大學(xué)的研究人員的下一步是對Massive MIMO測試平臺(tái)進(jìn)行更真實(shí)的測試。布里斯托爾大學(xué)將與布里斯托爾市合作，在城市范圍內(nèi)部署Massive MIMO測試平臺(tái)，并連接到布里斯托爾的光纖網(wǎng)絡(luò)，以便更好地進(jìn)行部署和更好的通信技術(shù)測試。