文档介绍：大规模MIMO在5G通信系统中的应用作者:杨亚男来源:《科学与财富》2019年第10期        摘要:大规模MIMO系统在能源效率、频谱效率、鲁棒性和可靠性方面有着巨大的优势。它允许在基站和移动终端使用低成本的硬件,可以使容量增加的同时提高辐射能量效率,显著降低在空中接口上延迟。但也存在一些现实的限制因素,包括信道的互惠性,导频污染问题以及无线传输和信道特性。本文介绍了实现该技术的全部潜力和面临的挑战,例如,导频污染、计算复杂度、低成本硬件的问题以及分布式处理算法的实现问题。大规模MIMO系统的信号处理方法不需要再采用复杂的非线性设计来避免干扰,而只需要简单的线性设计即可实现较好的系统性能。比如在预编码方法研究方面:传统的MIMO系统中一般研究非线性预编码方案,比如DPC(dirty-papercoding,脏纸),而大规模MIMO中一般采用线性预编码,比如MRT(最大比发送)、ZF(迫零)、MMSE(最小均方误差)。        关键词:大规模MIMO;导频污染;信道特性;空中接口;部署方案        第一章绪论                蜂窝网络的发展主要受无线用户设备的持续增长,数据使用量,以及对更好的体验质量的需求的影响。预计到2020年底,将有超过500亿个连接设备使用蜂窝网络服务,与2014年相比,这将导致数据流量的巨大增长。但是,最新的解决方案不足以应对上述挑战。总而言之,3D(Device、Data、Data传输速率)的增加促进了5G网络的发展,具体来说,蜂窝网络的第五代(5G)将突出并解决三个广泛的观点,如:以用户为中心、以服务提供商为中心、以网络运营商为中心                4G网络不足以支持具有低延迟和显着频谱效率的大规模连接设备。        不支持突发数据流量:有些移动应用程序会发送心跳消息到服务器,有时会在很短的时间内请求非常高的数据传输速率。这种类型的数据传输更多地消耗了(移动)用户设备(UE)的电池寿命,同时增加网络中的突发数据,可能造成核心网络崩溃。        基站处理能力的低效利用率:在当前的蜂窝网络中,基站(BS)的处理能力只能由其关联的UE使用,并且它们被设计为支持峰值时间业务。然而,当轻载时,BS的处理能力可以在大的地理区域上共享,网络的总成本增加。                一个就是多址,多址技术指的是解决多个用户同时和基站通信的问题,怎么来分享资源的技术,第一代通信采用的是FDMA技术,第二代通信采用的是TDMA技术,第三代通信采用的是CDMA技术,第四代通信采用的是OFDMA技术。        另一项关键技术就是多天线,现在比较火的是MIMO技术,大规模MIMO技术不仅能够在不增加频谱资源的情况下降低发射功率、减小小区内以及小区间干扰,还能实现频谱效率和功率效率在4G的基础上再提升一个量级。此外,射频调制解调技术也属于关键技术。                5G(后4G)时代,小区越来越密集,对容量、耗能和业务的需求越来越高,现有4G蜂窝网络的多天线技术(8端口MU-P)很难满足需求。最近的研究表明,在基站端采用超大规模天线阵列(比如数百个天线或更多)可以带