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小弟是一个在读博士，最近在研究大规模MIMO的一些技术，这里总结一下，欢迎大家指正。 定义： 所谓大规模MIMO，称之为massive MIMO 或者叫 large-scale MIMO。顾名思义，就是在基站端安装几百根天线（128根，256根或者更多）。这样看来，基站端这么多天线，那么天线的排布方式就只可能是全向天线（排成一个球形），或者是一个面阵天线（排成一个面板型），这样的方式就跟雷达是一样的。而且这里MIMO所要用的有源天线transever模式，也跟雷达阵列相似。所以，在我看来所谓的大规模MIMO的硬件主要架构基本和雷达没什么区别，唯一的不同之处在于二者的用途不同，实现的功能不同。 背景： 现在世界各地都在做5G的预言，但是现在真心没有什么新的值得拿出来炫耀的技术了。物理层的技术基本都死了，没有创新，只能是往“大而复杂的角度来实现”。massive mimo 作为其中的典型代表，大规模天线实现几百个天线同时发数据，运算的复杂度可想而知。记得某老板跟我说过一句话：直观上讲，那些物理层技术（例如编码）费了半天劲提高了几个dB的增益，都不如我直接加天线，直接加带宽，直接建基站提高的速率多。虽然说得有些偏颇，但是貌似事实是这样，从2G到3G到4G。基站越来越多，小区越来越小，带宽越来越宽，天线越来越多。所以按照这种趋势，massive mimo在5G里很是大有可为的。国外，很多高校和企业都在做，隔壁宿舍的哥们本来做D2D，申请美帝某知名高校联培，美帝老板直接忽悠他做massive mimo。可以看出，国外的通信也没什么可做，大家都在往这个大坑里跳。至于国内，mimo的两个863方向已经下来了，重大专项各个单位都在虎视眈眈的盯着。至于，国内做的怎么样，我只是懂得皮毛，也只能呵呵了。 技术： 与传统的mimo相比，massive mimo不同之处主要在于，天线趋于很多（无穷）时，信道之间趋于正交（？），变得简单了。系统的很多性能都只与大尺度相关，与小尺度无关。另外需要考虑的技术难点（我的认为）：基站几百根天线的导频设计需要耗费大量时频资源，所以基于导频的信道估计貌似不可取，换句话说FDD没法用了。具体的事实方案，包括TDD和FDD两种模式，TDD有天然的优势（可以利用信道的互易性进行信道估计，不需要导频进行信道估计了），但是FDD人家覆盖面广啊，普及面告高啊。标准从来就不是技术能决定，取决于各种利益的博弈。最后，发展的方向都不一定呢。 研究的方向主要包括：基站端预编码，基站端信号检测，基站端信道估计，基站天线架构设计。剩下的一些什么资源分配了，这一类算是这里的旁支了吧。因为，这是由传统MIMO延伸而来的，很多东西在原先已经被研究透了，所以在massive mimo的情况下，想要给出一个创新的想法真的是很难。 预编码： 在MU-MIMO这个技术，核心的东西就是预编码。现有的预编码技术主要是：MRT，ZF（以及由ZF延伸出来的例如RZF、MMSE等）以及DPC（包括其他延伸的例如TH等）。这些技术中，DPC认为是最优的，MRT性能是最差的，ZF居中，同时应该注意到这些算法的性能是与实现复杂度成正比的。以DPC为例，传统的MIMO中，其复杂度不可接受，在几百根天线情况下，复杂度更是不可接受。所以，寻找一个性能好，复杂度低的新型预编码算法是多么的重要啊，但这是不容易的。看了很多文献，对于大规模MIMO情况，还没有一个真正好的预编码算法，大家都是修修补补水文章。也不知哪位高手给我一个指点。 先说到这吧，因为太多的技术细节不敢多说，怕被别人喷死。不足之处希望大家指正。 |
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