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具有大规模MIMO的无线网络无限容量

2018-12-29 11:37:45来源:

大规模MIMO是一种天线技术,被认为是未来超高速5G网络中最有前途的,尽管研究人员迄今认为数据传输的数量存在上限。林雪平大学副教授EmilBjörnson与同事们一起表示,没有这样的限制。

林雪平大学通信系统副教授EmilBjörnson说:“我们可以证明大规模MIMO具有无限的容量,无论是在数学上还是在模拟的帮助下。”

大规模的MIMO技术在早期引起了5G研究人员的兴趣。然而,在过去的五到十年中,研究界已经同意,在给定一定带宽并且在一定区域内,每秒无线传输多少数据存在上限。限制因素是在测量无线信号传播方式时出现的一种干扰,被研究人员称为“飞行员污染”。

“这个结论是我们使用一个过于专注于研究易处理性和一种过于简单的方法的模型的结果,”EmilBjörnson说。

通过部署更多天线并以正确的方式处理从它们发送和接收的信号,我们可以创建一个系统,其中没有数据传输量的上限。

他与法国和意大利的同事合作,在开放式服务Arxiv和IEEE数字服务Xplore中发表了一篇文章,为此提供了证据。对于那些怀疑结果并想要验证结果的人来说,Github上也可以免费获得模拟代码。

MIMO是“多输入,多输出”的首字母缩写,该技术涉及连接数百个小型天线,每个小型天线的功率约为10 mW,或者类似于大型计算机监视器,或者分布在建筑物的外立面。

所有天线都通过仔细确定的延迟发送几十个信号。选择延迟使得信号的副本在完全相同的时刻到达预期的接收器,但在所有其他接收器处稍微不同的时间。这会在预期的接收器处产生强烈的信号,而在所有其他接收器上仅产生轻微的干扰。当使用称为“飞行员”的信号估计延迟时,会出现导航污染。

每个10mW的100个天线提供1W的功率,其分布在用户之间。这远低于目前天线使用的40 W。低功率就足够了,因为每个信号都是在指定的方向上给出的。因此,大规模MIMO提供低输出功率,高能效和高容量的组合,因为许多接收器可以同时接收信号。新的计算和模拟显示的是容量是无限的。

“结果是我们可以继续部署越来越多的天线,因为人们消耗越来越多的无线数据,并以这种方式满足需求,”EmilBjörnson说。