大规模MIMO技术在未来5G通信系统中的展望
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《面向5G移动终端的MIMO天线设计与研究》篇一一、引言随着5G时代的到来,移动通信技术正在飞速发展。
多输入多输出(MIMO)技术因其能显著提高频谱效率和数据传输速率而成为5G通信系统的关键技术之一。
面向5G移动终端的MIMO 天线设计与研究,对于提升移动通信系统的性能具有重要意义。
本文将介绍面向5G移动终端的MIMO天线设计的基本原理、设计方法以及研究进展。
二、MIMO天线的基本原理与优势MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是一种利用多个发射天线和接收天线进行数据传输的技术。
其基本原理是通过在发送端和接收端分别设置多个天线,利用信号的空间传播特性,实现信号的并行传输和接收,从而提高通信系统的频谱效率和数据传输速率。
MIMO技术的优势在于能够有效地对抗多径干扰和信号衰落,提高通信系统的可靠性和稳定性。
三、面向5G移动终端的MIMO天线设计1. 设计要求与挑战面向5G移动终端的MIMO天线设计需要满足小型化、集成化、高效率等要求。
同时,由于5G信号的频率较高,天线的设计还需要考虑信号的传播特性和相互干扰等问题。
此外,移动终端的有限空间也给天线设计带来了挑战。
2. 设计方法与实现(1)小型化设计:通过采用新型材料、优化天线结构、提高天线的工作效率等方法,实现MIMO天线的小型化设计。
(2)集成化设计:将多个天线集成在一起,以减少移动终端的空间占用和成本。
同时,集成化设计还可以提高天线的性能和可靠性。
(3)高效能优化:采用电磁仿真软件和算法对天线进行优化,以提高天线的辐射效率和增益。
同时,还需要考虑天线的阻抗匹配和信号的相互干扰等问题。
四、MIMO天线的性能评估与实验验证1. 性能评估指标MIMO天线的性能评估主要包括辐射效率、增益、阻抗匹配、信号的相互干扰等指标。
这些指标可以通过实验测试和仿真分析来评估。
2. 实验验证方法通过搭建5G通信系统实验平台,对MIMO天线的性能进行实验验证。
大规模M I M O系统性能分析及实现第一部分大规模MIMO 系统介绍 (2)第二部分系统模型与性能指标 (4)第三部分MIMO 技术原理与优势 (9)第四部分大规模MIMO 信道特性分析 (11)第五部分性能评估方法及关键技术 (15)第六部分实现方案与硬件挑战 (18)第七部分仿真结果与性能比较 (23)第八部分展望与未来研究方向 (27)第一部分大规模M I M O系统介绍大规模多输入多输出( Massive Multiple Input Multiple Output, 简称 MIMO)系统是现代无线通信技术中的一个重要分支,其主要目标是在有限的频谱资源下提高无线通信系统的传输速率和可靠性。
大规模 MIMO 系统通过部署大量天线来实现空间分集、空间复用以及干扰抑制等特性,从而显著改善无线通信系统的性能。
在传统的单天线或多天线系统中,受限于可用的天线数,通常只能利用单一的空间维度进行信号处理。
而在大规模 MIMO 系统中,由于天线数量庞大,可以充分利用多个空间维度来进行信号处理,使得系统能够同时支持多个用户的高速数据传输。
大规模 MIMO 系统的发展也得益于近年来射频硬件技术的进步,如低成本、低功耗的射频芯片以及高精度的数字信号处理器件,这些技术使得部署大规模 MIMO 系统变得更加可行。
大规模 MIMO 系统的关键技术之一是波束赋形(Beamforming),这是一种利用多个天线共同发射或接收信号的技术,可以通过调整各个天线的权重系数来控制信号的方向性。
在发送端,波束赋形可以将发射能量集中到某一特定方向,以增强信号强度并降低干扰;在接收端,波束赋形可以将接收到的信号从多个方向进行合成,以提高信噪比并减少多径衰落的影响。
另一个关键技术是预编码(Precoding),它是一种用于控制信号在空间维度上的分布的技术。
在大规模 MIMO 系统中,由于天线数量众多,因此可以使用复杂的预编码算法来实现精细化的信号控制。
《面向5G移动终端的MIMO天线设计与研究》篇一一、引言随着5G技术的快速发展,移动通信设备的需求和性能要求也在不断提高。
多输入多输出(MIMO)技术作为5G通信系统中的关键技术之一,其天线设计的重要性不言而喻。
本文旨在研究和设计面向5G移动终端的MIMO天线,以提高通信系统的性能和可靠性。
二、MIMO天线技术概述MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是一种利用多根天线进行数据传输的技术,可以在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,提高系统的信道容量和传输速率。
在5G移动通信系统中,MIMO技术的应用对于提高系统的性能和可靠性具有重要意义。
三、5G移动终端MIMO天线设计3.1 设计要求针对5G移动终端的MIMO天线设计,我们需要考虑以下要求:(1)高效率:天线应具有较高的辐射效率和转换效率,以保证信号的传输质量。
(2)高隔离度:多根天线之间的隔离度要高,以避免信号干扰和衰减。
(3)小型化:天线尺寸应尽可能小,以适应5G移动终端的紧凑型设计。
(4)多频段支持:天线应支持多个频段,以满足5G系统的频谱需求。
3.2 设计方案针对上述要求,我们提出了一种基于分形结构和介质谐振的MIMO天线设计方案。
该方案通过优化天线的结构参数和介质材料,实现了高隔离度、小型化和多频段支持的设计目标。
具体来说,我们采用了分形结构来减小天线的尺寸,同时利用介质谐振器来提高天线的辐射效率和转换效率。
此外,我们还通过优化天线间的距离和角度,提高了多根天线之间的隔离度。
四、仿真与实验分析为了验证所设计MIMO天线的性能,我们进行了仿真和实验分析。
首先,我们利用电磁仿真软件对天线进行了建模和仿真,得到了天线的辐射特性、阻抗特性和隔离度等参数。
然后,我们制作了实际的天线样品,并在实验室环境下进行了实验测试。
测试结果表明,所设计的MIMO天线具有较高的辐射效率、转换效率和隔离度,能够满足5G移动终端的通信需求。
我国5g移动通信的关键技术与发展趋势随着智能手机等移动设备的普及,人们对于移动通信越来越依赖。
而5G的到来则代表着更快的网速、更强的网络稳定性和更多的应用场景。
本文将重点探讨我国目前5G移动通信的关键技术以及发展趋势。
一、5G的关键技术1.1 毫米波技术5G通信需要在毫米波段进行传输,千兆级别的传输速度离不开毫米波技术的支持。
毫米波技术的高频特性能够实现高速传输,但同时也会受到建筑物和杂波之类的影响,因此需要采用更为精密的天线技术进行补偿。
1.2 MIMO技术MIMO技术即多输入多输出技术,能够通过增加天线数量来提高数据传输效率,并实现空间多路复用和波束成形等功能。
如今,MIMO技术已经广泛应用于4G通信中,在5G通信中也发挥着重要的作用。
1.3 网络切片技术网络切片技术是5G通信的一个核心技术,能够根据不同的业务需求,将一个物理网划分为多个虚拟网。
通过这种方式,可以满足不同用户对于网络质量和可扩展性的不同需求,真正实现网络的个性化定制。
二、5G的发展趋势2.1 大规模商用截至2021年5月底,我国5G用户已经达到了3.2亿,位居全球第一。
预计未来我国的5G商用规模将得到进一步扩大,5G将成为主流通信方式。
2.2 产业协同发展5G通信不仅将带来新的业务形态和应用场景,还涉及到整个产业链的变革。
在5G发展过程中,大型电信运营商和各种垂直行业需要加强合作,充分利用5G的优势,实现协同发展,推动5G 的商业化应用。
2.3 融合创新5G通信是一个开放的生态系统,各种应用场景和业务模式的接入都需要与传统的技术和产业进行融合创新。
尤其是在IoT、智能制造、智慧城市等领域,5G通信需要真正实现与其他技术的融合,取得良好的协同效应,才能更好地服务于社会和经济发展。
三、总结5G通信作为一项重要的技术革新,在实现高速传输、精准定位和实时互动等方面有着巨大的潜力。
未来,我们需要继续探索5G的发展方向和合作机会,将其应用到更广泛的领域,为用户提供更加优质的通信体验和服务。
MIMO无线技术的研究现状与发展趋势MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)无线技术是一种利用多个天线实现的无线通信技术,可以显著提高无线通信系统的容量和性能。
在过去的几十年中,MIMO技术得到了广泛研究和应用,并在诸多无线通信标准中得到了采用。
本文将介绍MIMO无线技术的研究现状以及未来的发展趋势。
MIMO技术最早在20世纪90年代初被提出,并在当时被用于实现高速无线数据传输。
之后,MIMO技术经过了不断的研究与发展,成为了当前无线通信领域的重要技术之一、目前,MIMO技术已被广泛应用于Wi-Fi、LTE、5G等无线通信标准,并取得了显著的性能改善。
MIMO技术的研究现状主要体现在以下几个方面:首先,MIMO信道建模与预测是MIMO技术研究的基础。
由于MIMO信道具有复杂的时空特性,精确的信道建模对于系统设计和性能分析至关重要。
目前,研究人员通过实测数据和仿真模型,不断改进MIMO信道建模的准确性和适用性,并提出了许多新的信道预测算法。
其次,多用户MIMO(MU-MIMO)是当前MIMO技术研究的热点之一、传统的MIMO技术主要关注点是单个用户的数据传输,而MU-MIMO技术则可以同时服务多个用户,大幅提高系统的容量和效率。
目前,研究人员通过联合传输、干扰管理和波束成形等技术,不断提升MU-MIMO系统的性能。
另外,基于大规模天线阵列的MIMO技术也受到了广泛的关注。
大规模天线阵列可以提供更多的自由度,进一步增加系统的容量和抗干扰性能。
研究人员正在探索如何设计高效的天线阵列、解决天线之间的互相干扰以及实现低成本的天线封装等问题。
此外,MIMO技术在无线通信系统中的定位与导航应用也受到了研究人员的关注。
通过利用MIMO信道的多路径传输特性,可以实现高精度的室内定位和导航,为人们的生活带来更多便利。
未来首先,随着5G技术的快速发展,MIMO技术在5G系统中将得到更广泛的应用。
《以用户为中心的无蜂窝大规模MIMO系统的资源管理研究》篇一一、引言随着移动互联网的飞速发展,无线通信系统正面临着前所未有的挑战与机遇。
无蜂窝大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统作为第五代移动通信(5G)及未来通信网络的核心技术之一,其高效资源管理策略的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨以用户为中心的无蜂窝大规模MIMO系统的资源管理,分析其面临的挑战、技术要点及潜在应用前景。
二、无蜂窝大规模MIMO系统概述无蜂窝大规模MIMO系统是一种先进的无线通信技术,其核心思想是利用大量的天线单元与用户设备进行通信,形成无蜂窝覆盖的通信环境。
这一技术通过增加天线数量和信号处理能力,显著提高了频谱效率和系统容量,为移动互联网的快速发展提供了强有力的技术支持。
三、资源管理挑战在无蜂窝大规模MIMO系统中,资源管理面临诸多挑战。
首先,随着用户数量的增加,如何合理分配频谱资源和功率资源成为关键问题。
其次,用户需求多样,不同用户对服务质量(QoS)的要求不同,如何满足不同用户的需求并保证系统整体性能是一个巨大的挑战。
此外,随着无线环境的复杂性和动态性增加,如何实现高效的资源调度和优化也是资源管理的重要课题。
四、技术要点与解决方案针对上述挑战,本文提出以下技术要点与解决方案:1. 频谱与功率资源分配:采用先进的机器学习算法和人工智能技术,根据用户需求和无线环境动态调整频谱和功率资源的分配策略,以提高资源利用效率。
2. 用户需求识别与QoS保障:通过深度学习等技术分析用户行为和需求,为用户提供个性化的服务。
同时,采用先进的信号处理技术和干扰协调机制,保障用户QoS。
3. 高效资源调度与优化:结合网络切片技术和软件定义网络(SDN)技术,实现资源的动态调度和优化,提高系统整体性能。
五、潜在应用前景以用户为中心的无蜂窝大规模MIMO系统的资源管理技术具有广阔的应用前景。
首先,它可以为移动互联网提供更高速度、更低时延的通信服务,满足用户对高质量网络的需求。
面向5G的大规模MIMO技术综述随着5G技术不断成熟,为了满足越来越多的高频带宽需求和用户增长,大规模MIMO逐渐成为一种广泛关注的技术,是5G网络中最热门的重要技术之一。
大规模MIMO技术利用多个天线发射和接收信号,可以增加网络容量和信道的宽带。
本篇综述将会介绍大规模MIMO技术的基本概念、技术特点和未来发展方向。
一、大规模MIMO技术的基本概念大规模MIMO技术是一种基于多个天线实现的新型无线传输技术,该技术在5G网络中可以有效解决高速数据传输等问题。
而传统的MIMO技术一般采用2~4根天线,而大规模MIMO技术则将天线数量大幅提高。
二、大规模MIMO技术的技术特点1.信道容量大规模MIMO技术可以通过增加接收天数来增加信道容量,从而使网络性能得到稳定提升。
此外,大规模MIMO技术相对于常规MIMO技术可以在一定程度上抵消传输噪声的影响,从而在给定带宽下提高了传输速度。
2. 干扰抑制在大规模MIMO网络中,使用空分多址技术和干扰消除技术可以有效抑制多路干扰,使得网络的可用性和可靠性大幅提高。
3. 能耗和成本大规模MIMO技术能够在保证数据传输质量的情况下减少信号功率的消耗,并且能够减小接收器的成本。
相对于传统的天线技术来说,大规模MIMO技术在能耗效益上有了长足的进展。
三、大规模MIMO技术的未来发展方向1. 扩展传输系统的频带宽度大规模MIMO技术可以在数据传输中提高信道容量,并且该技术可以扩展传输系统的频带宽度,以实现更高的数据传输速度。
通过高速、大容量的数据传输,大规模MIMO技术将在5G网络中发挥独特的作用。
2. 发掘多样化的扩展方式大规模MIMO技术在未来的发展中可以进一步扩展,以满足不同的应用需求。
例如,可以使用不同的接收天线来提高数据传输速率,或者通过不同的天线位置和方向来优化信号传输路径。
3. 加强网络设施的建设为了支持大规模MIMO技术在5G网络中的应用,需要建立更多的基站和天线,以优化网络的覆盖范围和信号覆盖质量。
5G大规模MIMO增强技术及发展趋势在移动通信领域,5G大规模MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)技术是一种采用多个天线进行数据传输的技术。
相比于传统的MIMO技术,大规模MIMO采用更多的天线,从而提高了通信速率和网络容量。
大规模MIMO技术的优势在于其能够实现高速、高容量和低时延的通信。
通过利用大量天线进行数据传输,可以增加信道容量和频谱效率,从而提高用户体验和网络性能。
大规模MIMO还能提供更好的信号覆盖和抗干扰能力,改善无线信号质量。
在5G网络中,大规模MIMO技术已经成为重要的增强技术。
目前,5G系统已经开始部署大规模MIMO技术,以满足对高速、高容量的需求。
根据国际电信联盟(ITU)的规定,5G网络需要达到每平方公里1000Mbps的峰值数据传输速率,而大规模MIMO技术正是实现这一目标的关键。
在大规模MIMO技术的发展中,有几个趋势值得关注。
首先是天线数目的增加。
随着技术的进步,设备可以容纳更多的天线,从而实现更高的容量和频谱效率。
其次是基于波束赋形的优化。
通过对天线波束进行优化设计,可以提高信号覆盖范围和网络性能。
与传统的硬件波束赋形相比,软件波束赋形技术更加灵活和高效。
大规模MIMO技术还面临一些挑战。
首先是天线之间的互相干扰。
由于天线数量的增加,天线之间的干扰问题会变得更加严重。
针对这个问题,研究人员正在寻找更好的干扰抑制和信号处理算法。
大规模MIMO系统的能耗也是一个挑战。
随着天线数量的增加,系统的能耗也会增加,如何在保证网络性能的同时降低能耗是一个需要解决的问题。
5G大规模MIMO技术的发展将推动移动通信领域向更高速、更高容量的方向发展。
目前,大规模MIMO技术已经在实际网络中得到应用,并且可以预见未来会有更多的研究和创新,以进一步提升网络性能和用户体验。
要解决相关的技术挑战,如信号干扰和能耗问题,需要不断的研究和努力。
多波束大规模阵列(Massive MIMO)技术是未来5G通信系统的关键技术之一,它可以显著提高系统的容量和覆盖率。
为了实现多波束大规模阵列技术,数字化毫米波芯片技术成为了一个重要的研究方向。
本文将围绕多波束大规模阵列应用的数字化毫米波芯片技术展开探讨。
一、多波束大规模阵列技术概述多波束大规模阵列技术是指在通信系统中采用大量的天线单元,利用数百甚至数千根天线来实现干涉波束成形。
通过控制大规模天线阵列中每个天线的相位和幅度,可以实现对通信信号的定向发送和接收,从而可以提高系统的频谱效率和覆盖范围,降低通信系统的功耗,提高通信质量。
多波束大规模阵列技术被认为是未来5G通信系统的重要技术之一,已经引起了广泛的关注和研究。
二、数字化毫米波芯片技术的发展传统的毫米波通信系统通常采用模拟波束成形的方法,即通过相移器和可变衰减器来控制天线阵列的相位和幅度,实现对通信信号的波束成形。
然而,由于毫米波频段的大气传输损耗较大,以及高速运动对通信信号的影响,传统的模拟波束成形方法在毫米波通信系统中存在着诸多限制。
为了克服传统方法的局限性,研究者们提出了数字化毫米波芯片技术。
数字化毫米波芯片技术是利用集成电路技术,将毫米波天线阵列中的每个天线单元与数字信号处理器相结合,实现对天线阵列的数字化控制和信号处理。
数字化毫米波芯片技术可以实现更灵活、更精确的波束成形,有效地降低大气传输损耗,抵抗高速运动干扰,提高通信系统的可靠性和性能。
三、数字化毫米波芯片技术的关键技术数字化毫米波芯片技术的实现涉及到诸多关键技术,包括以下几个方面:1. 毫米波集成电路设计:数字化毫米波芯片技术需要在集成电路中实现大规模天线阵列的数字控制和信号处理功能,因此需要进行复杂的射频电路设计、模拟/数字混合电路设计和高速数字信号处理电路设计。
相关技术包括射频集成电路设计、数字信号处理器设计、低功耗电路设计等。
2. 毫米波天线阵列控制:数字化毫米波芯片技术需要实现对大规模天线阵列中每个天线单元的独立控制,包括相位和幅度的调节,以实现精确的波束成形。
5G大规模MIMO增强技术及发展趋势随着信息技术的不断发展,通信领域也在不断进步,5G无疑是目前通信领域的热点之一。
在5G通信技术中,大规模MIMO(Massive MIMO)技术被认为是一种增强技术,可以显著提高无线通信系统的性能。
本文将对5G大规模MIMO增强技术进行深入探讨,并分析其发展趋势。
1. 5G大规模MIMO技术的原理MIMO技术是多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output)的缩写,它是一种利用多天线进行传输和接收数据的技术。
传统的MIMO系统一般使用2到4个天线,而大规模MIMO系统则会使用数十乃至上百个天线。
通过增加天线的数量,大规模MIMO系统可以在时分复用(TDD)或频分复用(FDD)模式下实现高密度的空间复用,从而大幅提升信道容量和系统吞吐量。
在大规模MIMO系统中,由于天线数量众多,每个天线之间存在多径传播,利用这些多径信号可以实现空间复用,从而提高频谱效率。
大规模MIMO系统还能克服信道衰落和干扰,提高信噪比。
大规模MIMO系统具有较高的频谱效率、覆盖范围和可靠性,能够更好地支持移动宽带通信、物联网、机器通信等应用。
5G大规模MIMO技术的关键技术包括波束成形、智能后端处理、高效的信道估计和调度算法等。
波束成形是大规模MIMO系统中的一项重要技术。
通过波束成形,可以将无线信号聚焦在接收端,从而提高信号的接收强度和抗干扰能力。
在5G大规模MIMO系统中,波束成形技术还可以实现灵活的波束切换和波束跟踪,适应复杂的无线信道环境。
智能后端处理是5G大规模MIMO系统中的另一项关键技术。
通过智能后端处理,可以实现信号的预编码、波束成形、参考信号设计等功能,提高系统的性能和效率。
高效的信道估计和调度算法是5G大规模MIMO系统中的重要技术,它可以实时监测和分析信道状态,动态调整传输参数,优化系统的资源分配和接入策略,提高系统的频谱效率和系统容量。
未来,5G大规模MIMO技术将主要在以下几个方面发展:大规模MIMO系统将进一步提高天线数量和阵列规模。
通信工程32 2015年8期大规模MIMO技术在未来5G通信系统中的展望董健周普成江苏省邮电规划设计院有限责任公司,江苏南京 210019摘要:多输入多输出(MIMO)技术能够在不消耗额外资源的条件下成倍增加信道容量,已成为未来移动通信的核心技术之一,但同时MIMO系统仍有许多关键问题亟待解决。
本文主要讨论了信道状态信息获取及多用户上下行无线传输技术等大规模MIMO传输关键技术的研究进展,目的在于进一步挖掘MIMO的潜力,促进MIMO技术在未来移动通信中的应用。
关键词:MIMO传输技术、多用户上下行无线传输技术中图分类号:TN919.3 文献标识码:A 文章编号:1009-6434(2015)8-0032-021 MIMO传输技术与5G移动通信的介绍过去数十年,多输入多输出(MIMO)技术被广泛的研究过,它可以不增加额外的宽带和功率消耗显著提高无线通信系统的频谱利用率。
随着智能移动终端的普及和移动新业务需求的不断发展,移动通信传输速率呈指数增长,未来移动通信系统需满足以下要求:(1)在同一时频资源上服务更多用户;(2)更高的频谱利用率和通信可靠性;(3)更低的功耗。
系统服务更多用户会产生更多干扰,从而影响系统可靠性,而更高的数据速率需要较大的功率消耗,以上需求相互矛盾,很难实现。
5G 是面向 2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统.其中,Massive MIMO以其相对直观的提高系统容量的方式成为当前的研究热点。
所谓Massive MIMO,是指在基站端配置超过一百根,且小于一千根的天线,即每个基站都有一个大规模的天线阵列,可以同时服务大量的用户。
这些额外多出来的天线可以带来如下的增益:简化了多用户的处理,随着天线数的增加,诸如最大比合并和发射,迫零等线性处理方法就足以获得非常接近复杂编码如脏纸编码算法的最优性能;可以显著降低上下行链路的发射功率,符合未来以降低能源消耗和保护人类生存环境为目标的“绿色通信”的要求;大天线阵列的存在可以很好地消除热噪声和快衰落效应。
2 Massive MIMO的天线配置在现有的无线通信条件下,要在基站处布置大量的天线是一个极具挑战性的问题。
C.Shepard等实现了一个实际的大天线阵列(64根天线)基站的原型“Argos”[1]。
文献[2]考虑了蜂窝网络中大天线阵列在基站的配置形态,考虑了集中式和利用光纤将大量天线分开布置的分布式两种情况,分析了它们下行的渐近速率。
值得一提的是,由于毫米波通信的引入,因为波长更短,使得大规模天线阵列的尺寸可以在一个合理的范围之内,例如载波为30GHz的毫米波的100个天线单元的线阵仅需要50cm的长度。
此外,直接将大量天线贴在建筑物的表面或者3D的天线排布模式都是有可能的。
3 Massive MIMO的接发收机设计Massive MIMO技术的优势实现离不开实际接发收机的设计。
在上行链路中,由于大量天线的存在可以显著地降低用户发射功率。
已经证明在多小区多用户MIMO系统中,当保证一定的QoS(Quality-of-Service),具有理想CSI(Channel State Information)时,用户的发射功率与基站的天线数成反比,而当CSI不理想时,则与基站天线数的平方根成反比。
但是在Massive MIMO的下行链路预编码设计中,由于基站处天线数目的大量增加,传统的信道状态信息(CSI,channel state information)反馈模式已无法适用,这是因为传统的CSI反馈量是随着天线数线性增长的,当天线数很多时,反馈所需的时间将会远大于信道相干时间。
所以,当前的Massive MIMO仅考虑应用于TDD(Time Division Duplex)系统,利用信道互易性来获得信道状态信息。
但是由于导频信号空间的维数总是有限的,所以不可避免的总是存在不同小区的用户采用相同导频同时发射,从而导致基站无法区分,形成如图1所示的所谓的“导频污染”(pilot contamination)。
在多小区TDD系统中,特定基站对各个信道的估计都是该基站接收信号与导频乘积的一个缩放,而基站本身在接收信号中无法区分本小区用户和其他小区用户,因而导频污染成了制约整个大规模MIMO系统性能的瓶颈。
图1 Massive MIMO多小区多用户TDD系统中的导频污染针对导频污染问题,已经有很多文献给出了理论研究和可以减轻的方法。
将目标小区的导频发射帧与相邻小区的数据帧对齐,从而避免导频污染,而且这时增加导频发射功率是有益的,能获得更好的信道估计,提升系统的性能。
文献[3]进一步扩展,对多个小区进行分组,在同一组内同时发送导频,不同组之间的用户则在非交叠的时隙发送导频,从而极大地提升下行数据速率。
一个针对多小区大规模天线系统(LSAS)的完全无噪声和无干扰的导频污染预编码方法被构造了,其付出的代价是所有小区间不仅交换信道信息,还需要共享数据信息。
4 多用户传输技术如何实现多用户空间无线资源共享及如何优化设计多用户上下行传输系统,涉及基站侧和用户端所能够获得的信道状态信息。
在大规模MIMO无线通信系统中,基站侧与用移动信息2015年8期 33户端均难以获取完整信道的瞬时状态信息,这意味着大规模MIMO 传输技术将不同于现有的MIMO 传输技术。
在已报道的有关工作中,所涉及的基本传输方案大都是贝尔实验室提出的最初方案,利用上行链路正交导频和TDD 系统和上下行信道互易性,基站侧可获得多用户上下行信道参数估计值,基站侧假定所获取的信道参数估计值为真实值,并以此实施多用户联合上行接收处理和下行预编码传输。
5 结束语但应该看到,对于TDD 系统中导频污染的处理,目前并没有特别理想的解决方法,此外,对于Massive MIMO 系统的各项基本性能极限的分析,目前的结果也不是非常全面和具有广泛的指导意义,所以如果能利用一些新的手段使得Massive MIMO 也能适用于FDD 系统,和利用大天线阵列实现稠密小区间的干扰改善,以及运用一些新的数学工具得到Massive MIMO 系统全面基本的性能极限等都已成为5G 无线通信领域最具潜力的研究方向。
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2.4 录音数据传输网络安全防护设计本次项目由于牵涉到电力内部网络二区与三区数据通信要求,即查询数据与生产数据要求隔离,不能直接访问,因此我们推荐使用安全隔离网闸设备进行网络隔离。
安全隔离网闸是利用网络隔离技术的访问控制产品,处于网络边界,连接两个或多个安全等级不同的网络,主要应用于敏感安全部门网络建设中,对重点数据提供高安全隔离的保护。
本期工程位于省电力公司内部生产二区与三区进行数据交换,恰恰符合内部数据定位的要求,因此选用安全隔离网闸部署在生产二区与三区接口处,能够最大限度地保护生产二区录音数据生产安全。
安全隔离技术的工作原理是使用带有多种控制功能的固态开关读写介质连接两个独立的主机系统,模拟人工在两个隔离网络之间的信息交换。
其本质在于:两个独立主机系统之间,不存在通信的物理连接和逻辑连接,不存在依据TCP/IP 协议的信息包转发,只有格式化数据块的无协议“摆渡”。
被隔离网络之间的数据传递方式采用完全的私有方式,不具备任何通用性。
安全隔离网闸系统两侧网络之间所有的TCP/IP 连接在其主机系统上都要进行完全的应用协议还原,还原后的应用层信息根据用户的策略进行强制检查后,以格式化数据块的方式通过隔离交换矩阵进行单向交换,在另外一端的主机系统上通过自身建立的安全会话进行最终的数据通信,即实现“协议落地、内容检测”。
这样,既从物理上隔离、阻断了具有潜在攻击可能的一切连接,又进行了强制内容检测,从而实现最高级别的安全。
在生产二区与三区接口处接入一台安全隔离网闸,建议以桥接或路由方式接入,简单启用相关的数据交换、安全防护功能即可。
3 结束语录音信息集中查询平台是构建在应用支撑平台平台提供公共应用组件群基础上的,平台主要包括Web 门户、内容管理、统一用户、单点登入、报表组件等公共组件。
整个系统类似“搭积木式”进行搭建,大大加快了各业务系统的开发进度。
整个系统的开发,集中应用了面向服务、面向业务、面向组件的新一代软件开发思想,为构建科学、先进、可靠、灵活、可扩展、一体化、可视化、组件化、智能化、实用化的录音信息集中查询平台打下了坚实的基础。
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