多くの通信機器メーカーがミリ波周波数帯に参入しているため、大規模MIMOは巨大な波を引き起こします
1.チャネル推定
チャネル推定は、通信システムにおいて重要な位置を占めています。推定が正確であるかどうかは、特にチャネルデコーダが過度のチャネル推定エラーの影響に耐えられない場合に、システムパフォーマンスに大きな影響を与えます。まず、大規模MIMOシステムには大規模なアンテナアレイがあり、対応するチャネル応答は特定の大数の法則（LLN）に準拠しています。第二に、現在の大規模MIMOはTDDテクノロジーを採用しています。このテクノロジーはFDDテクノロジーとは異なり、チャネルの相反性の特性を備えています。TDD技術の研究はまだ挑戦的です。最後に、大規模MIMOシステムのパイロット汚染問題は未解決のままです。この問題は、直交パイロットシーケンスが1つのセルで使用されているが、同じセットのパイロットシーケンスがセル間で使用されている場合に発生します。この問題の主な理由は、ユーザーが同じセットのトレーニングシーケンスまたは非直交トレーニングシーケンスを使用する場合、隣接するセルでユーザーによって送信されるトレーニングシーケンスが非直交であるためです。したがって、基地局によって推定されたチャネルは、ローカルユーザーと基地局の間で使用されるチャネルではなく、他のセルのユーザーによって送信されたトレーニングシーケンスによって汚染されたチャネルです。
2.チャネルモデリング
大規模MIMOシステムでは、基地局に多数のアンテナが装備されているため、MIMO伝送の空間分解能が大幅に向上します。無線伝送チャネルには新しい特徴があり、大規模MIMOシステムに適したチャネルモデルを体系的に検討する必要があります。所与のチャネルモデルおよび送信電力の下で、チャネルによってサポートされる最大伝送速度（すなわち、チャネル容量）は、チャネル容量に対するさまざまなチャネル特性の影響を明らかにし、最適化のための重要な基礎を提供するように、正確に特徴付けられる。伝送システムの設計。スペクトル効率やエネルギー効率などのパフォーマンス評価も同様です。
3.信号検出
Massive MIMOシステムの信号検出テクノロジーは、システムの全体的なパフォーマンスに決定的な影響を及ぼします。既存のMIMOシステムと比較して、大規模MIMOシステムの基地局は多数のアンテナを備えているため、大量のデータが生成され、無線周波数とベースバンド処理アルゴリズムに対する要件が高くなります。MIMO検出アルゴリズムは実用的であり、ハードウェアの達成可能性と低消費電力で、複雑さの低さと並列性の高さのバランスをとることが期待されています。
4.CSIの取得
5Gの高信頼性と低遅延の要件の下で、CSIの推定はリアルタイムで正確でなければなりません。CSIは、将来のチャネルモデリングと通信においてサポートと保証の役割を果たします。CSIを迅速かつ正確にキャプチャできない場合、送信プロセスが大幅に妨害され、制限されます。既存の研究結果によると、高速フェージングモジュールが大規模MIMOシステムに導入された場合、システムのCSIは時間の経過とともにゆっくりと変化します。さらに、システムがサービスを提供する同時ユーザーの数は、基地局のアンテナの数とは関係がなく、CSIを取得するシステムの機能によって制限されます。図5は、NRのCSIフレームワークを示しています。
V.大規模アンテナアレイデバイスの設計
アンテナ間のスペースが小さすぎて相互干渉が発生しないことはよく知られているため、限られたスペースに多数のアンテナを効果的に配置する方法が新たな課題になります。上記の問題に関する研究は多くの課題に直面しています。研究の深化に伴い、研究者は5Gでの大規模MIMOテクノロジーの適用に大きな期待を寄せています。大規模MIMOテクノロジーは、5Gを既存のシステムと差別化するコアテクノロジーの1つになると予想されます。図6は、ADRESベースのMIMO検出器チップの設計アーキテクチャを示しています。
