Felmenő ági jelfeldolgozás masszív MIMO rendszerekben
Napjaink egy kulcsfontosságú kérdése a növekvő vezeték nélküli adatátviteli sebesség iránti igény kielégítése korlátozott frekvencia-erőforrások mellett. Jó példa erre a cellás rendszerek vagy a WiFi technológia fejlődése. Erre a kihívásra kínál egy megoldást az ún. masszív MIMO (massive multiple-input multiple-output) többantennás technológia.
Ha egy pont-pont összeköttetésben az adónak és a vevőnek is több antennája van, azt MIMO kommunikációnak nevezik. Innen egy lépés a Multi-user MIMO gondolata. A végberendezésekben az antennák száma gyakorlati okok miatt korlátozott lehet, cserébe egyszerre több felhasználó kíván adatot átvinni. [1] Ebben az elrendezésben is nagyságrendileg egyeznie kell az összes adó és vevő antennák számának. Az egyes összeköttetések ortogonalitását a különböző csatornák biztosítják, megfelelő terjedési körülmények esetén. Ezt az elvet például az LTE szabványban is alkalmazzák, amikor mobil készülékünk több antenna segítségével tartja a kapcsolatot a szintén több antennás bázisállomással úgy, hogy rajtunk kívül egyidejűleg más felhasználók is forgalmaznak azonos frekvenciasávban. A MU-MIMO hátrányait, például a felhasználók közötti interferenciát csökkenthetjük, ha további antennákat adunk a rendszerhez. Így jutunk a masszív MIMO elvéhez, ami nagyságrendi ugrást jelent antennaszámok tekintetében. Az eszközöknek antenna tömbjei vannak, a kommunikáció multiplexálásához és demultiplexálásához mért csatornakarakterisztikákat használnak. Az eljárás kihasználja a felhasználók térbeli elválasztását az interferencia csökkentése érdekében. A technológia előnye annak skálázhatósága, az antennaszámot növelve nem növekszik kezelhetetlen méretűre a számítási igénye. Ugyanakkor növekszik a csatorna maximális kapacitása, kisebb kisugárzott energia érhető el és a szolgáltatás minősége kiegyenlítettebb lesz egy cellán belül. [2]
Dolgozatomban egy OFDM alapú rendszer felmenő ági jelfeldolgozási műveleteinek szimulálásából kiindulva vizsgálom a masszív MIMO alkalmazásainak egyes aspektusait úgymint algoritmusok és alkalmazási lehetőségek.
[1] Erik G. Larsson, ISY, Ove Edfors, Fredrik Tufvesson, Thomas L. Marzetta, „Massive MIMO for next generation wireless systems,” IEEE Communications Magazine, Vol. 52, No. 2, pp. 186-195, Feb. 2014
[2] Thomas L. Marzetta, „Massive MIMO: an introduction,” Bell Labs Tech. J., Vol. 20, pp. 11–20, 2015
szerző
-
Csathó Botond Tamás
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Horváth Péter
egyetemi docens, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék -
Dr. Horváth Bálint
Adjunktus, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék