Μελέτη και προσομοίωση τεχνικών Massive MIMO σε δίκτυα νέας γενιάς

Abstract

Το Massive multiple-input multiple-output (MIMO) είναι μια από τις πιο υποσχόμενες τεχνολογίες για την επόμενη γενιά ασύρματων δικτύων επικοινωνίας, επειδή έχει τη δυνατότητα να προσφέρει βελτιώσεις στη φασματική απόδοση (SE) και την ενεργειακή απόδοση (EE). Αυτή η εργασία πραγματεύει τις γνώσεις και τα μαθηματικά εργαλεία για τη διεξαγωγή ανεξάρτητης έρευνας σε αυτόν τον τομέα. Ξεκινώντας από μία Εισαγωγή στο MU-MIMO καταλήγει σε έναν ορισμό του Massive MIMO, η εργασία καλύπτει τις σημαντικές πτυχές της εκτίμησης καναλιών, SE, EE και διάφορα πρακτικά ζητήματα ανάπτυξης. Από την αρχή, εισάγεται ένα πολύ γενικό, αλλά εφαρμόσιμο, μοντέλο συστήματος με συσχέτιση χωρικών καναλιών. Αυτό το μοντέλο χρησιμοποιείται για την ρεαλιστική αξιολόγηση των SE και EE, και επεκτείνεται για να γίνει αντιληπτό γιατί αυτή η τεχνολογία είναι απαραίτητη στις μέρες μας . Λόγω αυτής της αυστηρής προσέγγισης μοντελοποίηση, πολλές κλασικές «σοφίες» σχετικά με το Massive MIMO, που βασίζονται σε πολύ απλοϊκά μοντέλα συστημάτων, αποδεικνύονται αμφισβητήσιμες. Μέσα από προσομοιώσεις και θεωρίες γίνεται αντιληπτή η χρησιμότητα του Massive MIMO και πως θα επηρεάσει τις επόμενες γενιές ασύρματων δικτύων επικοινωνίας. Η Ενότητα 1 παρέχει έναν αυστηρό ορισμό της τεχνολογίας Multi User MIMO όσο Massive MIMO και εισάγει τα μοντέλα συστημάτων και καναλιών που χρησιμοποιούνται στο υπόλοιπο της μονογραφίας. Η ενότητα 2 περιγράφει την επεξεργασία σήματος που χρησιμοποιείται για την εκτίμηση του καναλιού με βάση πιλότους ανερχόμενης ζεύξης (UL). Ο συνδυασμός λήψης και η precoding μετάδοση εξετάζονται στην Ενότητα 3, όπου προκύπτουν εκφράσεις για τη φασματική απόδοση (SE) που επιτυγχάνεται στο UL και στην κατερχόμενη ζεύξη (DL) και περιγράφονται και παρατίθενται οι βασικές γνώσεις. Η ενότητα 4 δείχνει ότι το Massive MIMO διαδραματίζει επίσης βασικό ρόλο κατά το σχεδιασμό κυψελοειδών δικτύων υψηλής ενεργειακής απόδοσης. Η ενότητα 5 περιέχει εισαγωγή στην τεχνολογία beamforming αναλύοντας τις μορφοποιήσεις της και μία προσομοίωση για την καλύτερη κατανόηση της τεχνολογίας δίνοντας έμφαση στα οφέλη που έχουμε χρησιμοποιώντας την.