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大规模MIMO无线通信关键技术应用方法

期刊目录网通信论文发表2019-09-27 10:23关注(1)

  大规模MIMIO无线通信技术在移动通信网络中的应用,在很大程度,提升了通信的流畅性与稳定性,为用户提供了更为优质的使用体验,是现阶段无线通信数据传输的主流技术方案。文章以大规模MIMIO无线通信技术作为研究核心,从多个维度出发,全面探讨该项技术的机理以及优势,逐步厘清大规模MIMIO无线通信关键技术,为后续相关技术研发以及应用提供了参考。

大规模MIMO无线通信关键技术应用方法

  关键词:无线通信技术;大规模MIMO技术;关键技术;应用方案

  根据相关不同公布的数据,2018年我国智能手机用户数量达到13亿人次,庞大的智能手机用户数量在促进无线通信产业发展的同时,也给现有的通信体系带来沉重的负担。大规模MIMIO无线通信技术的成熟,在很大有效应对这一问题,不断提升无线通信网络的流量密度、连接密度,降低网络延时以及能耗,为4G网络的拓展以及5G网络的构建,奠定了坚实基础。文章以大规模MIMIO无线通信技术为研究对象,梳理其技术机理以及优势,探讨大规模MIMIO无线通信关键技术,逐步构建起完备的技术方案,确保大规模MIMIO无线通信体系的科学高效构建。

  1大规模MIMO无线通信技术概述

  对大规模MIMIO无线通信技术机理以及优势的分析,引导技术人员以及通信运营企业在思维层面形成正确的认知,进而为后续相关技术应用以及研发工作的开展提供方向性引导。

  1.1大规模MIMIO无线通信技术机理

  大规模MIMIO无线通信技术作为一种成熟的多输入多输出技术机制,其在无线网络的接收端、发射端分别放置多个发射填写以及信号接收装置,以此提升通信网络信号质量[1]。大规模MIMIO无线通信技术,与传统信号收发系统不同,其更好地利用了空间资源,实现了多个天线的同时接收与发送,在有效的频谱以及天线发射功率下,不断提升无线通信网络的信道容量,其基本结构如图1所示:图1为大规模MIMIO无线通信结构图大规模MIMIO无线通信技术的概念,由美国贝尔实验室提出,经过系列研究,科研人员发现通过增加无线通信系统基站天线数量,调整用户端数据接收模式的方式,能够在现有带宽下,实现无线通信系统的平稳过渡,通过有序改造现有通信基站天线,来实现规模的数据信息交互,满足用户的通信服务使用需求。在这一思路的引导下,科研人员以及电信企业,投入大量资源,对无线通信网络基站的天线数以及信号覆盖维度进行了全面升级[2]。例如在传统的无线网络下,天线主要以2天线、4天线、8天线为主,通过技术升级,大规模MIMIO无线通信天线数量大大增加,天线数量最高可以达到256个,无线通信网络基站的信息发送能力得到大幅提升。同时在传统的MIMO无线网络下,信号覆盖较为有效,以4天线MIMO无线网络为例,信号覆盖范围只能实现水平方向的移动,垂直方向上的覆盖范围保持不便,影响了实际的使用需求,无法满足现阶段多元化的无线通信网络使用需求。大规模MIMIO无线通信技术的出现在很大程度解决了这一问题,在信号覆盖维度中增加了垂直维度,通过必要的技术处理,使得无线网络信号接收以及发送的范围,以电磁波束的方式进行信号交互,在水平以及垂直两个方向上实现了覆盖范围的延伸,大规模MIMIO无线通信技术的逐步成熟,对于4G网络的升级以及5G无线通信网络的商用提供了强大的技术支持。

  1.2大规模MIMIO无线通信技术优势

  大规模MIMIO无线通信技术有着传统MIMO系统难以比拟的技术优势。由于对天线的合理设置以及科学优化,大规模MIMIO无线通信技术能够实现不同用户信道之间的正交性,从而大大提升了无线通信网络自身的抗干扰能力,通信的整体质量得到保证,系统总体容量得到保证。大规模MIMIO无线通信技术推动了信道硬化的失效,将整个无线通信系统的信道衰弱以及热噪控制在较低水平,进而减少了无线通信系统的延迟,为用户一共更为优质的服务[3]。由于对垂直维度的拓展,大规模MIMIO无线通信技术在不增加频谱宽度的情况下,拓宽信道容量,节约无线通信网络升级、管理成本,避免额外的费用支持。大规模MIMIO无线通信技术使用数量众多的天线,这些天线根据相关要求排布在相应位置,形成一定的阵列增益,阵列增益的出现,使得无线通信系统数据信号发射单的能耗得到有效控制,无线通信系统运营成本得到控制,对于电信运营商以及用户而言有着极大的裨益。大量的信号天线,在一定程度,大大降低了技术应用难度,在实践环节,技术人员可以使用线性预编码等技术方案,在确保无线传输整体质效的前提下,缩短了大规模MIMIO无线通信应用周期,降低了技术应用的时间成本,同时在很大程度上,为4G无线通信网络向5G无线通信网络的过渡奠定了坚实基础。

  2大规模MIMIO无线通信关键技术分析

  大规模MIMIO无线通信关键技术的分析,充分掌握信道模型、信息获取技术、多用户传输技术的技术特性,对于大规模MIMIO无线通信技术在实践环节中的应用奠定了坚实基础。

  2.1大规模MIMIO无线通信信道模型分析技术

  2019(Sum.No200)信息通信INFORMATION&COMMUNICATIONS2019年第8期(总第200期)作为大规模MIMIO无线通信技术的实现前提,信道模型分析技术在整个技术应用以及优化环节发挥着关键性作用。信道模型分析技术在大规模MIMIO无线通信中的应用,为各项工作的开展提供了数据支持[4]。依托于相关技术手段,信道模型分析技术对大规模MIMIO无线通信机制的功率、能耗、频谱使用情况进行了系统化梳理,以数据的形式直观呈现出来,使得技术人员在应用大规模MIMIO无线通信技术的过程中,对于无线通信系统的信道有着一个准确的认识,从现阶段实践经验来看,目前大规模MIMIO无线通信在应用过程中,存在导频污染的风险,影响整个大规模MIMIO无线通信技术的应用效果,而信道模型分析技术的应用则在很大程度,解决了导频污染这一问题,技术人员在信道模型分析技术的引导下,可以有针对性地完成无线通信网络基站联合编码,形成基站联合调度的全新机制,从而防范导频污染的发生。

  2.2大规模MIMIO无线通信状态获取技术

  无线通信系统运行质效与信道有着密切的联系,在大规模MIMIO无线通信技术模式下,要想实现信号输出的自适应以及高效的信号检测,需要相关技术人员对信道科学的估计,从而评估大规模MIMIO无线通信的各项性能,为后续相关技术应用工作的开展奠定坚实基础。在这一思路的引导下,技术人员应当将无线通信状态获取技术作为基础,有针对性地做好技术研发以及优化工作,从而确保相关技术的有效性,例如我国相关科研机构,在大规模MIMIO无线通信技术研发过程中,通过通信状态获取技术,快速捕捉大规模MIMIO无线通信技术运行的基本方式,理顺了无线通信系统基站与用户之间的导频信号模式。2.3大规模MIMIO无线通信多用户传输技术MIMO技术能够凭借自身的技术优势,有效提升无线通信系统自身变的频谱效率,增强信号传输的质量与水平,因而被广泛的应用于无线通信网络的构建过程中。其具体结构如图2所示:图2为同用户传输技术结构传统的MIMO技术硬件构成较为繁琐,无线信号处理难度较大,因此大大增加了MIMO技术的使用成本[5]。在4G网络以及5G无线通信网络下,传统的MIMO技术难以满足高速数据传输业务的使用需求,因此需要我们对大规模MIMO技术进行科学高效的应用,大规模MIMO技术能够提升无线网络信息数据获取的渠道,并且由于现阶段时分双工系统逐渐城市,使得大规模MIMO技术能够以分双工系统为基础,减少TDD系统的信道开销,实现了5G无线网络系统物理层技术的新突破[5]。

  3大规模MIMIO无线通信技术应用方法

  大规模MIMIO无线通信技术在实践领域中的应用,涉及到多个方面的内容,为确保技术应用效果,发挥大规模MIMIO无线通信技术在4G、5G通信网络中的作用。技术人员以及相关电信运营商,在相关工作的基础上,以科学性原则、实用性原则为框架,吸收过往有益经验,扎实做好大规模MIMIO无线通信技术应用工作。大规模MIMIO无线通信技术在实践环节中应用要求技术人员着眼于实际,以科学性原则、实用性原则为导向,结合大规模MIMIO无线通信关键技术特点,采取针对性的技术手段,制定完备的技术应用方案,有效满足无线通信网络的升级、优化需求。在实际应用过程中,电信运营商以及技术人员将信道模型分析技术、多用户大规模MIMIO无线通信技术作为切入点,形成完备的技术方案,以保证相关关键技术的合理高效应用,推动无线通信网络的完善与发展。在这一思路的指导下,技术人员应当明确关键技术的相关参数,系统化调整关键技术方案,从天线结构以及多天线系统构建层面出发,确保大规模MIMIO无线通信技术在实践中的科学高效应用。例如在天线优化环节,技术人员与电信运营商着眼于实际,全面分析用户的无线通信需求,梳理技术需求,以需求为导向,制定完善的技术方案,确保大规模MIMIO无线通信技术方案符合实际的使用需求,实现天线结构与多天线系统的持续优化。技术人员依托于信道模型分析技术对大规模MIMIO无线通信机制的功率、能耗、频谱使用情况进行全面分析以及评估,根据评估数据,对大规模MIMO无线通信系统使用的天线数量进行确定,实现天线数量方案的最优化。在天线结构设置方面,大规模MIMO无线通信系统在天线设置过程中,采取反馈控制机制,连续调整天线,形成天线方向图,以确保大规模MIMO无线通信系统内各个天线单元信号的干扰性降到最低,从而提升无线通信的流畅性与稳定性。除了采取这种技术方案之外,大规模MIMO无线通信技术应用环节,有必要通过无线通信状态获取技术,有针对性地做好技术研发以及优化工作,从而确保无线通信系统各项技术的有效性,例如在实践环节,通过通信状态获取技术,快速捕捉大规模MIMIO无线通信技术运行的基本方式,理顺了无线通信系统基站与用户之间的导频信号模式。

  4结语

  大规模MIMIO无线通信关键技术的梳理,有助于引导技术人在思维层面形成正确的认知,掌握技术特性以及技术机理,形成完备的技术方案。文章立足于实际,在分析大规模MIMIO无线通信技术机理、特点的基础上,明确关键技术与核心诉求,从多个维度出发,探讨大规模MIMIO无线通信技术应用方案,构建起完备的技术体系,旨在为后续相关实践工作的开展提供参考。

  参考文献:

  [1]赖炎坤.无线通信系统中的大规模MIMO关键理论及技术研究[J].科技展望,2017(1):99-102.

  [2]郭艳.大规模MIMO无线通信关键技术[J].科技展望,2017(10):41-42.

  [3]王茜竹,邱聪聪,黄德玲.面向5G的大规模MIMO关键技术研究分析[J].电子技术应用,2017(5):31-32.

  [4]张雷,代红.面向5G的大规模MIMO技术综述[J].电讯技术,2017(8):106-106.

  [5]张梦莹,陈璇.基于压缩感知的大规模MIMO分段信道反馈[J].计算机技术与发展,2017(6):183-186.

  作者:苏彦熙 单位:广东省电信规划设计院有限公司

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