Применение технологии Massive Mimo в сетях 5G

Student

Faculty of Information Systems and Technologies Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics Russia, Samara Bezukhova P.O.

Student

Faculty of Information Systems and Technologies Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics Russia, Samara

APPLICATION OF THE MASSIVE MIMO TECHNOLOGY IN 5G NETWORKS

Annotation: This article discusses the use of Massive MIMO technology in 5G networks. The features and advantages of this technology are considered. The conclusion is made about the relevance of Massive MIMO and its further application.

Технология Massive MIMO определенно является основной технологией сетей 5G, которые начнут внедряться с конца 2019 года. В этой статье я хочу рассмотреть данную технологию.

MIMO    (Multiple    Input Multiple    Output)    -    метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн передающей и на приемной стороне, обычно устанавливается равное число антенн на входе и выходе системы, т.к. в этом случае достигается максимальная скорость передачи данных. Передающие и приёмные антенны разносят так, чтобы корреляция между соседними антеннами была слабой. История начинается в 1984 году, когда был зарегистрирован первый патент на использования данной технологии. Наибольшее развитие технология MIMO получила в начале 21 века, когда бурными темпами начали развиваться беспроводные сети Wi-Fi и сотовые сети 3G. Системы 4G, а именно LTE, также предусматривают использование MIMO, это в теории может дать возможность передавать данные от базовой станции к абоненту свыше 300 Мбит/сек.

У современной базовой станции четвертого поколения 4G имеется с десяток портов для антенн, обрабатывающих весь трафик: 8 работают на передачу и 4 на прием. Но разработчики решили на этом не останавливаться и пришли к выводу, что базовые станции 5G должны поддерживать около сотни портов и целый массив антенн. Это означает, что базовая станция сможет отправлять и принимать сигналы от колоссального количества пользователей одновременно, увеличивая пропускную способность мобильной сети в десятки и сотни раз. Эта технология получила название Massive MIMO.

Большее количество антенн в сети Massive MIMO также сделает ее намного более устойчивой к помехам, чем современные системы, которые используют только несколько антенн.

Следует также отметить, что в сетях Massive MIMO будет использоваться технология Beamforming, позволяющая целенаправленно использовать спектр. Современные мобильные сети довольно примитивны в том, что они распределяют единый пучок спектра между всеми пользователями в окрестности, что приводит к уменьшению производительности в густонаселенных районах. С Massive MIMO такой процесс обрабатывается более эффективно, поэтому скорость передачи данных и задержка будут намного более равномерными по всей сети.

У технологии Massive MIMO есть два преимущества:

• 1.    Спектральная  эффективность,  которая достигается благодаря

• 2.    Энергоэффективность - благодаря усилению решетки позволяет снизить излучаемую мощность. Кроме того, способность достигать превосходных характеристик при работе с сигналами с низкой точностью    и    линейной    обработкой    дополнительно

пространственному мультиплексированию множества терминалов в одном и том же частотно-временном ресурсе.

обеспечивает экономию.

Именно благодаря Massive MIMO инженеры, работающие над 5G, планируют построить беспроводную сеть для всех пользователей смартфонов, автономных дорожных систем и даже пользователей виртуальной реальности, обеспечивая сверхнизкую задержку в сети и рекордные скорости передачи данных для конечного потребителя. И, пожалуй, самое оптимистичное заключается в том, что все технология Massive MIMO уже существует и реально работает, осталось лишь оптимизировать ее работу.