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面向5G的大规模MIMO无线传输技术研究

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：王嵬

[导读] 摘要：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。

        湖北邮电规划设计有限公司湖北 430023
        摘要：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。本文对5G的大规模MIMO无线传输技术进行探讨。
        关键词：无线通信技术；大规模MIMO技术；关键技术
        1 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。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。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。

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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。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。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。
        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。
        结束语
        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.