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摘要：在5G通信技术中有众多的核心技术，其中大规模的MIMO技术是实现5G通信的核心所在，要想提升5G通信的成功转化率，首先就要增加MIMO技术的研发和普及。当前，不仅我国在关注MIMO技术的研发，欧美等发达国家也在增加对MIMO技术的研发投资。本文对5G通信中的大规模MIMO技术进行探讨。
关键词：5G；通信大规模；MIMO技术；发展
引言：随着经济全球化的飞速发展，人们对于无线通信技术的要求与期望也随之增长。开发高质量，高运行速率的无线通信系统也是大势所趋。因此，5G通信技术应运而生，它可大幅提升系统容量以及频谱和能量效率，通信速率预计可达到目前的1000倍。5G一经出现就迅速引发社会各界的热烈讨论。而大规模MIMO正是其中最主要的技术手段之一。本论文针对大规模无线传输技术的现状进行了阐述，提出了其中的问题以及今后的解决办法和发展趋势。
1 大规模MIMO的研究现状
目前，MIMO技术集中融合了天线分级技术与时空处理技术的优点，主流的MIMO技术都应用了多天线单元进行开发，由于自身基础特点，所以MIMO技术拥有强悍的无线信号转换处理能力，对于同等条件下的无线通信信息就算没有宽带移机功率提升的前提下，其也有强大的处理能力，其处理速度要明显优于其他的技术方案。MIMO技术具有多个特点，其中主要的有以下两个：（1）MIMO技术的天线单元彼此之间有着较大的间距，这是因为其具有强大的分集能力；（2）MIMO技术的信号接收范围比较大，接收天线的数量也要比其他的通信技术方案要多。MIMO技术最早是由著名的科学实验室——贝尔实验室提出来的，相比较过去的4G通信技术，融合MIMO技术的5G通信技术，其内部的接收天线数量要比4G的多很多，由此最早增加了5G通信技术的通信效率，可以说，MIMO技术是发展5G通信技术的重要基础前提。
2 有关大规模MIMO技术的技术研发
2.1 信道估计
信道技术研发是发展大规模MIMO技术的关键点，在无线通信过程中，通信的信道可能会受到多种因素的干扰，要求发展MIMO技术就必须提前做好无线通信信道的事前估计，分析信道干扰因素，把可能出现的干扰源进行模拟干扰，提前进行技术演练，并针对此种现象进行分析处理等相应预案。
2.2 信道模型与系统性能分析
大规模的MIMO技术基于通信基站两侧，其无线信息传输信道的空间分辨频率正在不断增加。在5G通信技术中，MIMO技术的信道和传统的独立同分布信道根本就是两个不同的概念，因为大规模MIMO技术的空间传输范围是一个有限的值，如果短时间内传输的信息数量流量较大的话，可能会对最终的通信质量产生不利的影响。所以，在5G通信技术研发中，对于大规模的MIMO技术在应用的同时必须要根据实际的测量数据进行详尽的分析，建立一个仿真模型进行相关的技术模拟。
2.3 单用户MIMO技术
在无线传输技术盛行时，MIMO技术作为一个在无线传输系统中能够稳定提升系统容量和可靠性的大趋势技术，一直处于无线通信领域的核心地位。MIMO技术是指在无线通信的发送端和接收端采用多个发送天线和接收天线，使信号在发送端利用多个天线独立进行传输，且在接收端利用多个天线恢复原始信息的无线传输技术。它的功能就是能够在资源有限和不给频谱资源和发射功率增加压力的情况下，最大限度地利用空间资源和多径传播的特性，尽可能地提升信道容量。在此之前的传统MIMO技术的特点就是点对点的单用户MIMO。它的出现，将单用户的信道容量和可靠性都提升至了一个新的高度。并且，为了满足服务多用户的市场需求，多用户MIMO技术诞生了。
2.4 多用户MIMO技术
多用户MIMO技术主要是在单用户MIMO技术的前提下进一步升级，和实现了一个天线矩阵的同时连接多个服务终端，可以同时服务多个用户的存在，由此叫做多用户MIMO技术。多用户MIMO技术所服务的终端不仅可以降低单天线的成本，使之可以使用更为廉价划算的单天线设备，同时也可以获得数量相当可观的空间复用增益。对于多用户MIMO技术而言，在与单用户MIMO技术处于相同条件环境下时，多用户MIMO所受到的信道传播限制因素更少。还有，视距传播对于单用户空间复用系统的危害也是不言而喻的，但此问题在多用户MIMO技术中也得到了解决。多用户MIMO技术优势：可以在使用单天线的同时保持空间复用增益的高幅度增长。这样一来就大幅度降低了运行和维护成本，有利于推进廉价终端的开发和推广面世。多用户MIMO虽然优势很多，但是其最大的局限性就在于其有限的系统频谱效率提升能力。这满足不了5G传输中所带来的高速的通信量需求，这就是目前多用户MIMO技术在5G传输中存在的最大的劣势或者说局限性。Telatar通过研究大量有关MIMO信道容量的文献记载或者资料发现：当发送端的天线数量达到一定时，就可以消除或者抵消传播信道中快衰落的影响。也就是在此之后，开始有大量学者专家关注研究大规模MIMO概念。并且由于其为无线传输领率带来的突破性的技术提升，大规模MIMO技术在短时间内迅速成为未来5G移动通信技术开发的核心技术之一。
2.5 多用户传输技术
多用户传输技术的研发缘由是因为早期的通信技术在无线信息获取中，由于客户端的不完善造成数据获取丢失等问题而研发的，多用户传输技术有一个明显的漏洞，其无法保障无线信息传输的确切性，这是因为无线信息在传输的过程中，信道的估计值有时会被通信系统解析成真确指进行信息通信，只有客户端配置的是单一天线，其通信质量要比多天线的客户端要底很多。此外，大规模MIMO技术还是存在通信系统信号检测难度大，维护工作难，用户的信息获取难等问题，大规模MIMO技术还需要进一步改善。
3 5G需求及面临的挑战
随着时代的发展，5G通信需求会越来越明显，为人们提供高质量的无线通信服务一直是我们工作的重点。5G通信技术对于人们的工作、生活以及生产都有着重要的意义，比如，在商场、火车站以及机场等交通密集的地区更是有着广泛的应用前景，同时这些地方由于人口密集较大，也一直是无线通信的研发要重点考虑的难点。在大规模MIMO技术的研发过程中，也暴露出了很多的难题。但是传统的4G通信以及满足不了我们的无线通信需求，5G通信势在必行。
4 存在的问题及解决办法
虽然现在社会各界都对于大规模MIMO技术在5G的应用上充满信心，但是，它的应用还是存在一部分尚待解决的难题。首先，在投入到正式应用后，结构体积庞大，造价高昂的天线矩阵的安放和大规模投产就是一个难以忽略的现实问题。而对应的解决办法也在不懈的努力下得到了可行性的检测：同样是5G传输技术中的核心技术———毫米波为以上问题提供了具有重大意义的解决办法。毫米波工作于3~300GHz的高频段，因此波长极小。因此，可以利用毫米波为原料制造天线矩阵，就可以得到间距窄，尺寸可控的小规模天线矩阵。对于以上问题做出了完善可行的解决方法。大规模MIMO传输系统作为一个全新的无线通信传输系统，其具有强大的潜力和可延展性。它的出现不仅填补了我国之前对于无线通信传输领域的相关部分的空白，还在某种程度上颠覆了以往的无线通信领域固有操作，开拓了全新的5G时代。
结束语
综上所述，5G的发展在未来几年势必会成为提升无线通信技术的重点工程，因此进行大规模的MIMO技术研发，其研发前景是非常广阔的，相关的科研机构也要进行更具有说服力的技术研发。但就目前而言，我国的大规模MIMO技术相关研发依然还有很多的问题需要我们去解决，深入的功能还有待挖掘。因此，在接下来的时间内，我们也要对5G技术和MIMO技术的研发注入更多的精力。
参考文献：
[1]庞雪莲，刘一飞，王学东.5G中大规模MIMO技术研究[J].电子世界，2015（14）.
[2]尤力.高西奇大规模MIM0无线通信关键技术[J].中兴通信技术，2014（02）.