Abstract
Massive MIMO has been identified as one of the promising disruptive air interface technologies to address the massive capacity requirement demanded by 5G wireless communications. Most of the existing works showed different benefits of massive MIMO system but for the co-located deployment scenario. In this paper, we are interested to find out extra benefits that may be brought by distributing the massive number of antennas to different levels. Specifically, we compare the performance of co-located and distributed deployment scenarios in the framework of area spectrum efficiency (ASE) and area energy efficiency (AEE) tradeoff. Closed-form expressions are derived to help discover important design insights. For instance, it is interesting to see the distribution of the massive antennas always helps to improve ASE, but not the case for AEE. Moreover, with the large number of transmit antennas available and the practical cost of channel estimation considered, collaboration between cells is not always welcomed in each deployment scenario and the positive use cases depend on system parameters such as the number of antennas and the way they are distributed
چکیده
سیستم MIMO ی کلان به عنوان یکی از فناوری های واسط هوایی در هم گسیخته به منظور رفع نیاز ظرفیت بالای مورد نیاز در ارتباطات بی سیم 5G شناخته شده است. بیشتر تحقیقات موجود نشان دهنده مزایای مختلف سیستم MIMO ی کلان برای سناریوی توسعه تجمعی این سیستم است. در این مقاله، مایل هستیم که مزایای دیگری را که ممکن است با پراکنده سازی و توزیع تعداد بالایی از آنتن ها در سطوح مختلف حاصل گردد، کشف کنیم. در حالت خاص، عملکرد سناریوهای توسعه تجمعی و پراکنده را در چارچوبی که بین پارامترهای راندمان طیفی ناحیه (ASE) و راندمان انرژی ناحیه (AEE) مصالحه برقرار می کند، مقایسه می کنیم. به عنوان مثال، جالب است بدانید که توزیع آنتن ها در سطح کلان همیشه به بهبود ASE کمک می کند اما در مورد AEE این طور نیست. علاوه بر این، با تعداد بالایی آنتن فرستنده موجود و نیز صرف روش های عملی تخمین کانال، هماهنگی بین سلول ها همیشه در هر سناریو حاصل نشده و این هماهنگی به پارامترهای سیستم نظیر تعداد آنتن ها و روش های توزیع آنها نیز بستگی دارد.
1-مقدمه
علیرغم اینکه شبکه بی سیم نسل چهارم (4G) به صورت گسترده در سرتاسر دنیا توسعه یافته است، پیش نیازها و فناوری های بالقوه 5G تقریباً در گوشه و کنار دنیا در حال ظهور می باشند. انتظار می رود که 5G بتواند ظرفیت بالا و چالش های موجود برای ارتباط کلان که در اثر حجم بالای ترافیک موبایل که با سرعت نمایی در حال رشد است، و نیز کاربردهای رو به افزایش نوع ماشین را پاسخ گوید. سیستم MIMO ی کلان، سیستمی که به صورت تعداد زیادی از آنتن های ارسال مجهز در سمت فرستنده تعریف می شود که تعداد زیادی از کاربردان را به صورت همزمان با چندین الگوی چند کاربری MIMO (MU-MIMO) پاسخ می دهند، به عنوان یک فناوری واسط هوایی قابل اطمینان و در هم گسیخته برای پاسخ گویی به بخش قابل توجهی از چالش های فوق، شناخته می گردد...