Csatornabecslés szoftverrádió alapú masszív MIMO rendszerekben

A masszív MIMO (massive multiple-input multiple-output) az egyik legkorszerűbb többantennás vezeték nélküli kommunikációs technológia, mely megoldást jelent a korlátozott frekvencia-erőforrások melletti folyamatosan növekvő adatátviteli sebesség iránti igényre. A technológia sarokköve az 5G hálózatoknak, használatával a bázisállomás egy időben, azonos frekvencia sávban több mobil állomással is képes kommunikálni, azokat térben elválasztva [1]. Igazolt, hogy bázisállomás antennaszámát növelve, monoton nő a rendszer spektrális hatékonysága [2].

A technológia egyik alapvetése, hogy a bázisállomás legalább egy nagyságrenddel több antennával rendelkezzen, mint az egyszerre forgalmazó felhasználók összesen. A kellően sok, eltérő rádiós csatorna egyidejű használata jelenti az előrelépést a konvencionális MIMO technológiákhoz képest, jelentősen egyszerűbb jelfeldolgozást lehetővé téve. A masszív MIMO másik lényegi eleme, hogy mért csatornaparaméterekre épít. Időosztásos működés esetén, a rádiós csatorna reciprocitására támaszkodva a mérést elegendő felmenő ágban elvégezni, jelentősen csökkentve ezáltal a csatornabecslés időtartamát [3]. A mért csatornaparaméterek segítségével végezhető el az adatsorozatok előkódolása és dekódolása a bázisállomáson, így a csatornabecslés feladatköre kulcsfontosságú.

A csatornabecslés kapcsán felmerülő kihívás a felhasználók és a vizsgálószimbólumok összerendelése, azok detektálása a bázisállomáson. Több cellából álló rendszer esetén, a szomszédos cellák közötti áthallások kezelése szükséges az eredményes csatornabecsléshez. Amennyiben a csatornaparaméterek rendelkezésre állnak, a forgalmazáshoz minden szükséges feltétel adott.

Dolgozatomban egy szoftverrádiós platformon megvalósított masszív MIMO rendszer csatornabecslési aspektusait vizsgálom.

[1] Björnson, Emil and Sanguinetti, Luca and Wymeersch, Henk and Hoydis, Jakob and Marzetta, Thomas L, “Massive MIMO is a reality–What is next?: Five promising research directions for antenna arrays,” Digital Signal Processing, 2019.

[2] E. Björnson, J. Hoydis, and L. Sanguinetti, “Massive MIMO networks: Spectral, energy, and hardware efficiency,” Foundations and Trends in Signal Processing, vol. 11, no. 3-4, pp. 154–655, 2017.

[3] T. L. Marzetta, “Massive MIMO: an introduction,” Bell Labs Technical Journal, vol. 20, pp. 11–22, 2015.

szerző

• 
  Csathó Botond Tamás
  Villamosmérnöki szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

• 
  Dr. Horváth Péter
  egyetemi docens, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
• 
  Dr. Horváth Bálint
  Adjunktus, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék