Yoğun nüfuslu kentsel merkezlerdeki kablosuz iletişimin hızlı genişlemesi, ağ kapasitesi ve güvenilirlik konusunda eşi benzeri görülmemiş bir talepler belirledi. Birden çok kullanıcı (MIMO) teknolojisini kullanarak, hem de verici bağlantı ve alıcı, 4G NR gibi modern hücresel sistemlerin temel taşı olarak ortaya çıktı ve önümüzdeki 6G.Şehirli ortamlardaki zengin saçılma sistemleri, MIMO sistemleri daha yüksek veri oranlarına sahip olabilir, daha iyileştirici bir etki alanı inceler.

Kentsel Contexts'taki MIMO Sistemleri Anlamak

MIMO sistemleri, aynı frekans bandında aynı anda birden fazla veri akışını iletmek ve almak için birden fazla antenden faydalanıyor. Bir kentsel ortamda, fiziksel çevre uzun binalar, hareketli araçlar, işaretleme ve zengin çoklu çoklu çoklu çoklu çoklu yayılımlara neden olan diğer engellerle karakterize edilir. Signals reflect, diffract ve saç, verici ve alıcı arasında birden fazla farklı yol yaratıyor.

Spasal çokluxing, her antenden bağımsız veri akışlarını iletme yoluyla veri oranını artırır, ek bant genişliği veya güç gerektirmeden geçiş yapar. Çeşitlilik, farklı antenler ile aynı sinyal kopyalarını sağlayarak, hareketli kentsel ortamlardan gelen agular, MIMO kanal matrisinin durumunu geliştirir ve daha yüksek uzaysal çokluxing siparişlerini sağlayarak daha yüksek veri akışını geliştirir. Ancak, aynı çevre aynı zamanda hızlı kanal varyasyonlarını da sunar.

MIMO sistemlerinin şehirlerdeki performansı aynı zamanda temel istasyonların dağıtımını da etkilemiştir. Urban makro hücreleri genellikle birden fazla elementle sektöre bağlı antenler kullanıyor ve küçük hücreler kapsama ve kapasiteyi artırmak için sokak seviyesinde dağıtılıyor. Makro ve küçük hücreler arasındaki etkileşim, kullanıcı hareketliliği modelleriyle birlikte, bu temel yönleri, kullanıcı yoğunluğunın nasıl etkilendiğini analiz etmeden önce temel bir temel yönü oluşturur.

Kullanıcının Etkisi

Kullanıcı yoğunluğu doğrudan bir hücre veya kapsama alanı içinde aktif veri akışlarının sayısını etkiler. Kullanıcı yoğunluğu yükselirken, ağ tesliminin daha fazla kullanıcı arasında bölünmüş olması ve kaçınılmaz olarak tüm kullanıcı verileri oranını azaltırsa, genel sistem kapasitesinin orantılı olarak ölçeklendirilmesi gerekir. Ancak, ilişki sadece lineer değildir.

Yüksek boyutlu İsveçlilikteki Müdahale

[[DÜDÜ:0)Co-channel müdahalesi[[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN

[FONT:0]Staj-cell müdahalesi[[Dönetici:0) Başka bir önemli faktördür. Şehir bölgelerinde, hücreler makro ve küçük hücrelerin yoğun dağıtımı nedeniyle küçük ve çakıltır. Hücre kenarlarındaki kullanıcılar komşu temel istasyonlardan güçlü bir müdahale yaşarlar. MIMO teknikleri, bu tür koordineli kiriş ve ortak iletimler arasındaki bağlantılar bunu hafifletebilir, ancak bu yöntemler geniş kanal durumu bilgi değişimi ve ağ senkronizasyonu gerektirir, bu da kullanıcı yoğunluğu arttıkça daha zorlaşır.

Ayrıca, pilot kontraseprasyonları büyük MIMO sistemlerinde (daha sonra), hücrelerdeki kanal tahminleri için kullanılan pilot diziler, kanal tahminlerini bozuyor ve kirişsel performansı bozuyor. Bu etki yüksek kullanıcı yoğunluğuyla aşırı tartışıyor, çünkü daha fazla pilota ihtiyaç duyuyor.

Kaynak Allocation Challenges

Daha fazla kullanıcı sınırlı radyo kaynakları için iddia ediyor, 03.D.D.D.D.D.Dönetici algoritmaları) daha sofistike hale gelmelidir. Proportional adil zamanlama, kullanıcı yoğunluğu ve trafik modelleri hızla değişen kanallarını ve trafik modellerini dengelemeyi amaçlar.

[FONT:0)Power kontrol[[Dönetici:0) Ayrıca, yoğun ortamlarda kritik hale gelir.In yoğun ortamlarda, her kullanıcının iletim gücü, yeterli sinyal gücü korurken aşırı müdahaleden kaçınmak için dikkatli bir şekilde düzenlenir. Yoğun kentsel MIMO ağlarında kullanılan güç kontrolü için Dağıtılmış bir öğrenme sağlar.

Yüksek seviyeli kentsel çevrelerdeki kanal koşulları

Kullanıcı yoğunluğu doğrudan fiziksel yayılım ortamını değiştirmez, ancak kanal koşullarının istatistiksel dağılımını etkiler. kalabalık alanlarda, birçok kullanıcının varlığı daha sık, artan bir akış ve blokajlar oluşturur. Örneğin, bir baz istasyonu yakınında bir grup diğerini gölgeleyebilir, sinyal gücünde hızlı dalgalanmalara yol açabilir.BuFLT:0fast fading)

Büyük grup insan birlikte hareket ettirir (örneğin, bir spor etkinliği veya konser sırasında) birçok kullanıcıyı aynı anda etkileyen sinyal damlalarına neden olabilir. MIMO sistemleri, çok fazla empati nedeniyle bu tür blokajları hala aşabilir, ancak gerekli hesaplama kaynakları, döngü öncesi geçişler ile büyür. ek olarak, )

Mitigate High User Influences to Mitigate High User Influence Effects

Yüksek kullanıcı yoğunluğu tarafından ortaya çıkan zorluklara rağmen, kalabalık kentsel ortamlarda sistem koruma veya hatta geliştirme konusunda birkaç MIMO tekniği geliştirildi.

Beam Açıklama

BeamInfo, her kullanıcının belirli bir kullanıcıya yönelik sinyal enerjisine odaklandığı anten serisini kullanır, ancak bu da performans ve donanım maliyeti ile pratik bir uzlaşma sunar.In intense city environment,ENFLT:0) Sayısal kirişler) her kullanıcının belirli bir kirişle hizmet etmesi, çok iyi bir şekilde geliştirmesi anlamına gelir.Entelektüel ve dijital aşamalar, performans ve donanım maliyeti ile ilgili pratik bir uzlaşma sunar.

Spasal Multixing ve Multi-User MIMO

Multi-user MIMO (MU-MIMO) aynı anda birden fazla kullanıcıya hizmet etmek için bir temel istasyon sağlar ([Dönetici) ), birden fazla kullanıcının aynı zamanda çok sayıdaki uzaysal olarak birden fazla değişken olması olasılığı, çünkü uzaysal imzaları, 5G kentsel dağıtım için büyük bir dizi anten ile MIMO'nun neden olduğu gibi, yüksek çözünürlükte 4 kat daha yüksek bir anten ile mümkün hale gelir.

Gelişmiş Kaynak Allocation Teknikleri

Gelişmiş teknikler, frekans veya max-C / I'nin yoğun kentsel ortamlar için yetersizdir. Gelişmiş teknikler, [[0) oyun-theoretic yöntemleri), bu model kullanıcı davranışını ve tüm kaynakları Nash dengesine ulaşmak için ve [[DQN) , uzun vadeli bir sistem üzerinden en üst düzeye çıkarmak için tüm antenleri ve kanal dinamiklerini öğrenmek için yetersizdir.

Massive MIMO ve Full-Dimension MIMO

Massive MIMO - temel istasyonda yüzlerce veya binlerce anten dağıtıyor - belki de yüksek kullanıcı yoğunluğuyla başa çıkmak için en güçlü araçtır. Tam-dimen MIMO (FD-MIMO), 3D kiriş ve gürültüyü, hem kentsel ortamlarda hem de yüksek kirişlerde hizmet edebilir ve yüksek çözünürlükte birçok kullanıcıya aynı anda yüksek çözünürlükte hizmet edebilir.

Meydanlar ve Sınırlar

açıklanan tekniklerin potansiyeline rağmen, yoğun kentsel alanlarda MIMO sistemlerini dağıtmada birkaç pratik zorluk kalır.

[FONT:0) Sertware karmaşıklığı[Dönetici:0) önemli bir endişedir. Her anten, küçük bir alanda yüzlerce antenin ısıtılması gerekir (özellikle sokak seviyesindeki küçük hücrelerde).

[FONT:0)Pilot kontamineasyonu[[Dönetici:0) Büyük MIMO'da açık bir problem olmaya devam ediyor. Yoğun bir kanal tahmininde birçok kullanıcı ve küçük hücre ile yoğun bir şekilde, pilot dizilerin tekrarlanması, sonsuz antenlerle bile yok etme hatalarına yol açıyor.

[FONT=0)Channel tahminleri [Dönetici:0) Kendi başına şişe bir şişenck haline gelir.Demekle birçok kullanıcıya hizmet etmek için, temel istasyon, her kullanıcı için doğru kanal durumu bilgileri (CSI) elde etmek zorundadır. Yüksek performanslı ortamlarda hızlı arabalar ve yayalar ile CSID'de CSID'in% 30'u hızla kaybolabilir.Bu güçler daha sık pilot iletimler elde edebilir, aksi takdirde verileri taşıyabilir.

[FONT:0)Backhaul ve önhaul kapasite[Dönetici:0)[Döneticiler, yoğun kentsel dağıtımlarda, küçük hücreler genellikle fiber ile bağlantılıdır, ancak geri yükleme payı yetersizse, MIMO işleme kazanımları fark edilemez. CSI ve verilerinin düşük ücretli, yüksek kapasiteli geri dönüşler arasındaki paylaşımı gerektiren çok yönlü teknikler.

Future Yol Tarifi

Araştırma, yüksek seviyeli kentsel senaryolarda MIMO performans sınırlarını zorlamaya devam ediyor. Birkaç umut verici yol ortaya çıkıyor.

End-to-Bit Optimizasyon için Makine Öğrenme

Derin öğrenme, MIMO sisteminin neredeyse her yönüne uygulanır: kanal tahminleri, kirişli kod defteri tasarımı, kaynak tahsisi ve hatta kanal geri bildirimlerini otomatik kodlayıcılarla değiştirmesi.ETHFLT:0) Son zamanlarda yapılan anketler), sinir ağı tabanlı yaklaşımların, veriden gelen korelasyonları ve kullanıcı yoğunluk modellerini öğrenebileceğini, özellikle de yoğun kentsel ayarlarda kirişlerin kirişlerin kirişlendirilmesini sağlar.

Akıllı Yüzeyleri (IRS)

IRS, aynı zamanda yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzeyler (RIS), yoğun yüksek katlı alanlardan daha fazla etkilenebilen birçok pasif yansıtma elementinden oluşur. IRS, kentsel kanallarda bina cephelerine yerleştirilerek, pahalı RF zincirler eklemeden sanal çizgi-görüler yol oluşturabilir ve daha fazla yoğun kentsel senaryoda artış gösterebilir.

Full-Duplex MIMO

Tam karmaşık radyolar aynı frekansta aynı anda iletişim kurabilir ve alabilir, potansiyel olarak doubling ⁇ verimliliğini sağlar. MIMO sistemlerinde, tam-duks operasyon, kendi kendini-interference iptal zorlukları ekliyor, ancak analog ve dijital iptaller mümkün kıldı. Yoğun kentsel ağlarda, tam-duplex bir temel istasyondan diğerine aynı kaynak bloğu içinde bir kullanıcıya hizmet etmek için bir istasyona izin verebilir, aynı kaynak bloğu içinde sistemi etkili bir şekilde artırmak için sistemi daha fazla sayıda bant genişliğine ihtiyaç duymadan artırabilir.

Yüksek Frekans Bands ile entegrasyon

Kentsel ağlar milimetre dalga (mmWave) ve alt-THz frekanslarına doğru ilerliyor, büyük bant genişliğinin mevcut olduğu yerlerde. MIMO bu frekanslarda bilgi aşırı derecede dar, yüksek anten kazançları sağlar. ancak, mmWave MIMO kapasiteleri için daha hassastır (örneğin, binalar, ağaçlar ve hatta insan organları tarafından). Yüksek kullanıcı yoğunluğu birçok kullanıcı kitlesi aynı alana fiziksel olarak bağlı olarak aynı alanı işgal edebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kullanıcı yoğunluğu, kentsel senaryolarda kullanılan MIMO sistemlerinin performansında belirleyici bir faktördür. Önemli zorluklar tanıtılırken, dünyadaki en kalabalık şehirlere müdahale ve olumsuz kanal koşullarına da yol açıyor - MIMO tekniklerinin mobil veri genişletmesi için fırsatları da yaratır. MIMO teknolojisi sayesinde, büyük MIMO, akıllı kiriş yönetimi, modern kablosuz ağlar, yüksek kapasiteli kablosuz bağlantı birimleri, yüksek kapasiteli fiziksel donanıma devam eder.