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具有大规模MIMO的无线网络无限容量

时间:2020-04-26 14:38:49 | 来源:

大规模MIMO是一种天线技术,被认为是未来超快5G网络最有希望的技术,尽管迄今为止研究人员一直认为可以传输多少数据存在上限。林雪平大学副教授埃米尔·比约森(EmilBjörnson)与同事一起表明,没有这种限制。

Linköping大学通信系统副教授EmilBjörnson说:“我们可以证明,大规模MIMO在数学上和借助仿真都具有无限的容量。”

大规模MIMO技术在早期就引起了5G研究人员的兴趣。但是,在过去的五到十年中,研究界已经同意,在给定的带宽和一定的区域内,每秒可以无线传输多少数据有一个上限。限制因素是在测量无线信号的传播方式时出现的一种干扰,被研究人员称为“飞行员污染”。

EmilBjörnson说:“这个结论是我们使用过于注重可研究性的模型和过于简单的方法得出的结果。”

通过部署更多天线并以正确的方式处理从天线发送和接收的信号,我们可以创建一个系统,在该系统中可以传输多少数据没有上限。

他与法国和意大利的同事合作,在公开服务Arxiv和IEEE数字服务Xplore中发表了一篇文章,提供了证明这一点的证据。Github也可以免费为任何怀疑结果并希望对其进行验证的人免费提供仿真代码。

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天线,每个小天线的功率约为10 mW,这些天线可以像大型计算机监视器,也可以分布在建筑物的正面。

所有天线都以精心确定的延迟发送几十个信号。选择延迟,以便信号的副本在相同的瞬间到达预期的接收器,但在所有其他接收器的时间略有不同。这会在预期的接收器处产生强信号,而在所有其他接收器处仅产生轻微干扰。当使用称为“飞行员”的信号来估计延迟时,就会出现飞行员污染。

每100 mW的一百个天线产生1 W的功率,该功率在用户之间分配。这大大低于当前天线使用的40W。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。由于许多接收器可以同时接收信号,因此大规模MIMO提供了低输出功率,高能效和出色容量的组合。新的计算和模拟表明,容量是无限的。

EmilBjörnson说:“结果是,随着人们消耗越来越多的无线数据,我们可以继续部署越来越多的天线,并以此方式满足需求。”

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