In die evolusionêre geskiedenis van mobiele kommunikasietegnologie het elke generasie tegnologiese iterasie gepaard gegaan met aansienlike verbeterings in netwerkwerkverrigting, en die opkoms van 5G-tegnologie het selfs ondermynende veranderinge meegebring. 5G-netwerke het ten doel om aan diverse behoeftes te voldoen, soos ultrahoë datatempo's, ultra-lae latensie en massiewe toestelverbindings. Die bereiking van hierdie doelwitte berus op 'n reeks sleuteltegnologieë, waaronder Massive MIMO (Massive Multiple-Input Multiple-Output) tegnologie speel 'n kernrol in die opgradering van 5G basisstasie radiofrekwensie antennas, wat kommunikasienetwerkdekking op 'n ongekende manier hervorm.
In tradisionele kommunikasienetwerke neem basisstasie-antennas gewoonlik enkel-invoer enkel-uitset (SISO) of veelvuldige-invoer veelvuldige-uitset (MIMO) tegnologie aan. SISO-stelsels gebruik slegs 'n enkele uitsaaiantenna en 'n enkele ontvangsantenna, met beperkte data-oordragkapasiteit, wat dit moeilik maak om aan die groeiende kommunikasiebehoeftes te voldoen. Neem die vroeë 2G-netwerk as 'n voorbeeld. Onder SISO-tegnologie kan die netwerkdata-oordragtempo slegs tientalle kbps bereik, wat nie die vinnige oordrag van data met groot kapasiteit soos hoëdefinisie-prente en video's kan ondersteun nie. MIMO-tegnologie, aan die ander kant, verbeter stelselkapasiteit en betroubaarheid aansienlik deur die toerusting van veelvuldige antennas by beide die basisstasie en die terminale, en die gebruik van ruimtelike multipleksing en diversiteitstegnologieë, sonder om spektrumhulpbronne te verhoog. Byvoorbeeld, in 4G-netwerke het algemene 2×2 MIMO- of 4×4 MIMO-tegnologieë die netwerkdata-oordragtempo tot die honderd-megabit-vlak verhoog, wat gebruikers se aanlynervaring aansienlik verbeter het. Met die vinnige ontwikkeling van die mobiele internet het gebruikers se vraag na dataverkeer egter eksponensieel gegroei, en die prestasie van tradisionele MIMO-tegnologie het geleidelik die bottelnek genader, nie in staat om aan die streng vereistes van 5G-netwerke te voldoen nie. Statistieke toon dat in scenario's soos grootskaalse geleentheidslokale of digte stedelike gebiede, 4G-netwerke dikwels ly aan opeenhoping en verminderde spoed, wat dit moeilik maak om 'n groot aantal gebruikers te ondersteun om gelyktydig betrokke te raak by toepassings met hoë bandwydtevereistes soos hoëdefinisie-videospeel en aanlynspeletjies.
As 'n verdere evolusie van MIMO-tegnologie, het Massive MIMO-tegnologie die aantal basisstasie-antennas aansienlik vergroot, en het uitgebrei van 'n paar of dosyne antennas in tradisionele MIMO tot honderde of selfs duisende antennas. Hierdie aansienlike toename in die aantal antennas bring veelvuldige tegniese voordele mee, waardeur die dekking van kommunikasienetwerke hervorm word. In beginsel gebruik Massive MIMO die ruimtelike onafhanklikheid van kanale. Deur 'n groot aantal antennas by die basisstasie toe te rus, kan dit gelyktydig met verskeie gebruikers kommunikeer, wat ruimtelike dimensie-multipleksing bewerkstellig. In tradisionele kommunikasiestelsels, as gevolg van die beperkte aantal antennas, kan data net op dieselfde tyd na 'n paar gebruikers oorgedra word. Massiewe MIMO-stelsels kan egter, deur die aantal antennas te verhoog, meer gebruikers op dieselfde tydfrekwensiehulpbronne ondersteun, wat stelselkapasiteit en spektrumdoeltreffendheid aansienlik verbeter. Teoretiese studies het getoon dat wanneer die aantal basisstasie-antennas geneig is om oneindig te wees, die spektrumdoeltreffendheid en energiedoeltreffendheid van Massiewe MIMO-stelsels aansienlik verbeter sal word.
Wat netwerkdekking betref, het Massive MIMO-tegnologie die dekkingsreeks en kwaliteit van seine aansienlik verbeter deur bundelvormende tegnologie. Straalvorming verwys na die gewig van die seine wat deur basisstasie-antennas uitgesaai word volgens kanaaltoestandinligting, sodat die seinenergie in 'n spesifieke rigting gekonsentreer word om 'n straal te vorm. In Massive MIMO-stelsels, as gevolg van die groot aantal antennas, kan meer presiese straalbeheer verkry word, wat seinenergie akkuraat na teikengebruikers kan rig, seinverlies in ander rigtings kan verminder en sodoende die dekkingsreeks en sterkte van seine kan verbeter. Veral in komplekse stedelike omgewings, waar geboue seine blokkeer en weerspieël, wat lei tot seinvervaag en interferensie, kan Massive MIMO se bundelvormende tegnologie hierdie probleme effektief oorkom en verseker dat gebruikers stabiele en hoëspoed kommunikasiedienste in verskillende scenario's kan verkry.
Boonop kan Massive MIMO-tegnologie ook die betroubaarheid van kommunikasiestelsels verbeter deur diversiteitstegnologie. Diversiteitstegnologie verwys na die oordrag van dieselfde inligting deur verskeie onafhanklike kanale om die impak van kanaalvervaging op seinoordrag te verminder. In Massiewe MIMO-stelsels, as gevolg van die groot aantal antennas, kan verskeie diversiteitsmetodes soos ruimtelike diversiteit, tyddiversiteit en frekwensiediversiteit gebruik word om die betroubaarheid van seinoordrag te verbeter. Wanneer 'n sekere kanaal deur vervaag of steurings geraak word, kan ander kanale steeds seine normaalweg oordra en sodoende die kontinuïteit en stabiliteit van kommunikasie verseker. Hierdie hoë betroubaarheid is veral belangrik vir 5G-toepassings met hoë vereistes vir kommunikasiekwaliteit, soos outonome bestuur en telemedisyne. In die scenario van outonome bestuur moet voertuie intyds met die wolk en omliggende voertuie interaksie hê met 'n groot hoeveelheid data, wat uiters hoë vereistes vir netwerkbetroubaarheid en lae latency stel. Massiewe MIMO-tegnologie kan die bisfoutkoers effektief verminder tydens seinoordrag deur middel van diversiteitstegnologie, die akkurate en tydige oordrag van voertuigbeheeropdragte verseker en bestuursveiligheid waarborg. In telegeneeskunde, wanneer dokters afstanddiagnose en chirurgiese operasies op pasiënte doen deur middel van hoëdefinisie-video's, kan die stabiele en betroubare netwerk wat deur Massive MIMO-tegnologie verskaf word die gladde oordrag van videobeelde verseker, en vermy diagnostiese foute of chirurgiese risiko's wat deur netwerkprobleme veroorsaak word.
Vanuit die perspektief van werklike ontplooiing, staar die toepassing van Massive MIMO-tegnologie in die opgradering van 5G-basisstasie-radiofrekwensie-antennas ook baie uitdagings in die gesig. Eerstens sal die gebruik van 'n groot aantal antennas die hardewarekoste en kragverbruik van die basisstasie verhoog. Elke antenna moet toegerus wees met ooreenstemmende radiofrekwensie-voorkanttoerusting, insluitend kragversterkers, laegeraasversterkers, filters, ens. Met die toename in die aantal antennas sal die aantal van hierdie toestelle ook aansienlik toeneem, wat lei tot 'n aansienlike styging in die koste van basisstasietoerusting. Terselfdertyd sal die werking van 'n groot aantal antennas meer elektriese energie verbruik, wat die bedryfskoste van operateurs verhoog. Tweedens, as gevolg van die groot aantal antennas, is die kanaalomgewing meer kompleks, wat dit moeiliker maak om kanaaltoestandinligting akkuraat te skat, wat meer gevorderde algoritmes en tegnologieë vereis. Daarbenewens vereis die verwerking van die seine wat deur 'n groot aantal antennas versend en ontvang word sterk rekenaarkrag, wat hoër vereistes aan die seinverwerkingseenheid van die basisstasie stel.
Om hierdie uitdagings aan te spreek, het navorsers en kommunikasie-ondernemings groot pogings aangewend in tegnologiese navorsing en ontwikkeling en toerustingoptimalisering. In terme van hardeware, deur die aanvaarding van nuwe materiale en integrasietegnologieë, word die koste en kragverbruik van antennas en radiofrekwensie-voorkanttoerusting voortdurend verminder. Byvoorbeeld, die gebruik van die millimetergolffrekwensieband vir kommunikasie, wat oorvloedige spektrumhulpbronne het en kan voldoen aan die behoeftes van 5G-netwerke vir hoëspoeddata-oordrag. Terselfdertyd is millimetergolfantennas klein in grootte, wat gerieflik is om 'n groot aantal antennas op die basisstasie te integreer. Tans het sommige vervaardigers Massiewe MIMO-antenna-skikkings ontwikkel wat gebaseer is op millimetergolwe, wat die toestelvolume en koste effektief verminder deur hoogs geïntegreerde ontwerp. Wat seinverwerking betref, word kanaalberaming en seinopsporingsalgoritmes voortdurend bestudeer en verbeter om die akkuraatheid en doeltreffendheid van die algoritmes te verbeter. Byvoorbeeld, die gebruik van kunsmatige intelligensie-tegnologieë soos diep leer om kanaaltoestandinligting te voorspel en te skat, wat die akkuraatheid en spoed van kanaalskatting verbeter.
Met die voortdurende ontwikkeling en volwassenheid van tegnologie, sal die toepassing van Massive MIMO-tegnologie in 5G-netwerke meer omvangryk en in-diepte word. In die toekoms sal Massive MIMO-tegnologie nie net op makro-basisstasies toegepas word nie, maar ook in klein basisstasies soos mikrobasisstasies en pico-basisstasies bevorder word, wat netwerkdekking en kapasiteit verder optimaliseer. Terselfdertyd sal Massive MIMO-tegnologie ook gekombineer word met ander 5G-sleuteltegnologieë, soos millimetergolfkommunikasie en netwerksny, om gebruikers van beter en meer gediversifiseerde kommunikasiedienste te voorsien. In die navorsing van 6G-tegnologie sal Massive MIMO-tegnologie voortgaan om 'n belangrike rol te speel, wat na hoër prestasiedoelwitte beweeg en 'n stewige grondslag lê vir die ontwikkeling van toekomstige kommunikasienetwerke.
Shenzhen Keesun Technology Co., Ltd is in Augustus 2012 gestig, 'n hoëtegnologie-onderneming wat spesialiseer in verskillende soorte antenna- en netwerkkabelvervaardiging.
