“ SİMSİZ ŞƏBƏKƏLƏRDƏ MƏhsuldarliğin yüKSƏLDİLMƏSİ Üsullarinin təDQİQİ

Şəkil 3.4. Yarım güc - iki dəfə güc : Uplink spektral səmərəliliyini 10 dəfə artırmaq və eyni 
zamanda kütləvi MIMO texnologiyası ilə enerjini və enerjini nəzərə alaraq kütləvi MIMO 
texnologiyası ilə 100 dəfə radiasiya gücünün səmərəliliyini 100 dəfə artırmaq. kanal vəziyyəti 
haqqında məlumat əldə etmə qabiliyyəti. 
Dağıtma məlumatları, ən yüksək kanallara sahib olan terminalların 5% -i 
xidmətdən xaric edildiyi güc idarəetmə ilə birləşdirilmiş şüa şəklində ötürülür. 

---

64 
Yavaş solma, yaxın / uzaq effektlər və güc nəzarətini təmin etmək üçün 
genişləndirilmiş və qəbuledici səs-küy, kanal qiymətləndirmə səhvləri, pilot 
ötürülməsinin yerüstü dəyəri və MRT şüalanmasının qüsurlarını nəzərə alan bir 
tutumdan istifadə edirik. 950 terminalın hər birində bərabər siqnal-toferensiya və 
səs-küy nisbətini təmin edən optimal maksimum güc nəzarətindən istifadə edirik. 
Təsadüfi terminal yerləri və kölgə solma üzərində ortalama, terminalların 
95% -inin 21,2 Mb/s terminal ötürmə qabiliyyətinə sahib olacağını göstərir. 
Ümumiyyətlə, bu nümunədəki serial 1000 bit/s/Hz-lik cəmi-spektral səmərəliliyi ilə 
nəticələnən 20 Gb/s ümumi endirmə ötürmə qabiliyyətini təklif edəcəkdir. Bu, 
məsələn, min evin hər birinə 20 Mbit/s genişzolaqlı xidmət göstərmək üçün kifayət 
edərdi. Maksimum gücə nəzarət eyni vaxtda 950 terminala bərabər xidmət göstərir. 
Vaxt bölgüsü multipleksasiyası ilə birlikdə gücə nəzarətin digər növləri, daha böyük 
bir sıra terminalların heterojen trafik tələblərini ödəyə bilər. 
MRC qəbuledicisi (uplink üçün) və onun həmkarı MRT kodlaşdırması (aşağı 
əlaqə üçün) ədəbiyyatda uyğunlaşmış filtrləmə (MF) kimi də tanınır. Kütləvi MIMO 
ucuz, aşağı gücə malik komponentlərlə inşa edilə bilər. 
Massive MIMO həm nəzəriyyə, sistem və tətbiq baxımından oyun dəyişdirən 
bir texnologiyadır. Kütləvi MIMO ilə, adi sistemlərdə istifadə olunan bahalı, ultra 
xətti 50 vatt gücləndiricilər, milli-vatt diapazonunda çıxış gücü olan yüzlərlə aşağı 
qiymətli gücləndiricilərlə əvəz olunur. Yüksək güclü gücləndiricilərdən qidalanan 
bir neçə anten istifadə edən klassik serial dizaynlarına ziddiyyət vacibdir. Böyük bir 
koaksial kabellər kimi bir neçə bahalı və həcmli əşyalar tamamilə aradan qaldırıla 
bilər. Kütləvi MIMO, hər bir fərdi gücləndiricinin və RF zəncirinin dəqiqliyi və 
doğruluğuna olan məhdudiyyətləri azaldır. Əhəmiyyətli olanların hamısı birlikdə 
hərəkətlərdir. Bir şəkildə, kütləvi MIMO, çox sayda antennadan gələn siqnalların 
havada bir yerə yığılmasından əmin olmaq üçün səs-küyün, solğunluq və hardware 
qüsurlarının ortadan qalxdığına əmin olmaq üçün çox sayda qanuna əsaslanır. 
Kütlənmiş MIMO-nun solğunluğa qarşı davamlı olmasını təmin edən eyni 

---

65 
xüsusiyyət, eyni zamanda bir və ya bir neçə anten cihazının işləməməsi üçün 
texnologiyanı son dərəcə möhkəm edir. 
Kütləvi MIMO sistemi böyük bir sərbəstlik dərəcəsinə malikdir. Məsələn, 20 
terminala xidmət edən 200 anten ilə 180 dərəcə sərbəst istifadə edilmir. Bu sərbəstlik 
dərəcələri, cihaz üçün dostluq siqnalının formalaşdırılması üçün istifadə edilə bilər. 
Xüsusilə, hər bir anten, artan ümumi radiasiya gücü baxımından çox kiçik bir zirvə-
ortalama nisbəti və ya hətta sabit zərf olan siqnalları çox cəlbedici şəkildə ötürə bilər. 
Belə (yaxınlıqdakı) zərf siqnalları son dərəcə ucuz və enerjiyə qənaətli RF 
gücləndiricilərinin istifadəsini asanlaşdırır. Bu üsullar adi şüa dəyişdirmə üsulları və 
ya bərabər gücdə çəki şüa dəyişdirmə üsulları ilə qarışdırılmamalıdır. Bu fərq şəkil 
3.5-da izah edilmişdir. Zəruri davamlı zərfdə çox istifadəçi kodlaşdırması ilə şüalar 
əmələ gəlmir və hər bir antendən yayılan siqnallar bir simvolu çəkməklə əmələ 
gəlmir. Əksinə, dalğa sahəsi yaradılmışdır ki, bu dalğa sahəsi terminalların 
yerləşdiyi yerlərdə nümunə götürüldükdə, terminallar onların görmək istədiyimiz 
siqnalları dəqiq görürlər. 
Mümkün olan kütləvi MIMO kanalının əsas xüsusiyyəti, kanalın böyük bir 
boşluq olmasıdır: demək olar ki, hər şeyi terminalların gördüklərinə təsir etmədən 
bu boşluğa qoymaq olar. Xüsusilə, ötürülən dalğa formalarının istənilən zərf 
məhdudiyyətlərini ödəməsini təmin edən komponentləri bu boşluğa qoymaq olar. 
Buna baxmayaraq, baza stansiyası və terminalların hər biri arasındakı təsirli kanallar 
hər hansı bir siqnal bürcünü giriş kimi qəbul edə bilər və PSK tipli modulyasiyanın 
istifadəsini tələb etmir. 
Kəskin surətdə təkmilləşdirilmiş enerji səmərəliliyi kütləvi MIMO 
sistemlərinə cari texnologiyadan daha az ümumi iki çıxış əmri ilə işləməyə imkan 
verir. 
Bu vacibdir, çünki mobil baza stansiyalarının enerji istehlakı dünyada artan 
bir narahatlıqdır. Bundan əlavə, daha az gücdə bir çox sifariş istehlak edən baza 
stansiyaları külək və ya günəşlə təchiz oluna bilər və buna görə də heç bir elektrik 

---

66 
şəbəkəsinin olmadığı yerlərdə asanlıqla yerləşdirilə bilər. Bir bonus olaraq ümumi 
yayılan güc kəskin şəkildə kəsilə bilər və buna görə baza stansiyası əhəmiyyətli 
dərəcədə az elektromaqnit müdaxilə yaradacaqdır. Bu, elektromaqnit təsirinin 
artması ilə əlaqədar vacibdir. 
• Kütləvi MIMO hava interfeysində gecikməni əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa 
imkan verir. 
Simsiz rabitə sistemlərinin fəaliyyəti normal olaraq solğunluqla məhdudlaşır. 
Solğunluq alınan siqnal gücünü bəzi vaxtlarda çox az göstərə bilər. Bu, bir baza 
stansiyasından göndərilən siqnal terminala çatmadan çox yoldan keçəndə baş verir 
və bu çoxsaylı yollardan gələn dalğalar dağıdıcı şəkildə müdaxilə edir. Məhz bu 
solğunluq aşağı gecikmə simsiz bağlantıları qurmağı çətinləşdirir. Terminal solğun 
bir dalğa içində qalsa, yayılma kanalının hər hansı bir məlumat alınana qədər kifayət 
qədər dəyişməsini gözləmək lazımdır. Kütləvi MIMO solğunlaşmanın qarşısını 
almaq üçün çox sayda qanununa və şüa düzəltməyə güvənir ki, solğunluq artıq 
gecikməni məhdudlaşdırmır. 
• Kütləvi MIMO çox giriş qatını asanlaşdırır. 
Çox sayda qanuna görə kanal sərtləşir ki, tezlik-domen planlaşdırması artıq 
işləmir. OFDM ilə, kütləvi bir MIMO sistemindəki hər bir subcarrier əhəmiyyətli 
dərəcədə eyni kanal qazancına sahib olacaqdır. Hər bir terminala fiziki təbəqə 
nəzarət siqnalının çoxunu təmin edən bant genişliyi verilə bilər. 
• Kütləvi MIMO, həm də insan tərəfindən hazırlanmamış müdaxilələrə və qəsdən 
tıxanma hallarına davamlılığı artırır. 
Mülki simsiz sistemlərin qəsdən tıxanması artan narahatlıq və ictimaiyyətə az 
məlum kimi görünən ciddi bir təhlükədir. Sadə tıxacları İnternetdən bir neçə 100 
dollara almaq olar və hərbi dərəcədə istifadə olunan avadanlıqlar, bir neçə min 
dollara satışdan kənar proqram təminatlı radio əsaslı platformalardan istifadə edərək 
bir yerə yığıla bilər. Son zamanlarda baş verən çoxsaylı hadisələr, xüsusən də ictimai 
təhlükəsizlik tətbiqləri problemin miqyasını göstərir. 2001-ci ildə İsveçin Göteborq 

---

67 
şəhərində keçirilən AB sammiti zamanı nümayişçilər yaxınlıqdakı bir mənzildə olan 
tıxacdan istifadə etdilər və iğtişaşların kritik mərhələlərində baş komandir məşğul 
olan 700 polis işçisindən heç birinə çata bilmədi. 
Bant genişliyinin azlığı səbəbindən məlumatların tezlik üzərində yayılması 
mümkün deyil, buna görə simsiz rabitənin möhkəmliyini artırmağın yeganə yolu 
çoxlu antenlərdən istifadə etməkdir. Kütləvi MIMO, qəsdən sıxışanların siqnallarını 
ləğv etmək üçün istifadə edilə bilən bir çox həddən artıq azadlıq təklif edir. Kütləvi 
MIMO kanal qiymətləndirilməsi üçün yüksək pilotlardan istifadə etməklə həyata 
keçirilsə, ağıllı tıxacçılar təvazökar ötürmə gücünə zərərli müdaxilə edə bilər. 
Bununla birlikdə, ortaq kanalın qiymətləndirilməsi və kodlaşdırmadan istifadə 
edərək daha ağıllı tətbiqlər bu problemi əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağı 
bacarmalıdır. MIMO texnologiyasının üstünlüklərindən danışdıq indi isə onu 
məhdudlaşdıran amilləri nəzərdən keçirək. 
TDD əməliyyatı kanal qarşılıqlılığına əsaslanır. Yayılma qəribə maqnit 
xüsusiyyətləri olan materiallardan təsirlənməsə, yayılma kanalının özünün 
mahiyyətcə qarşılıqlı olması barədə ağlabatan bir fikir var. Bununla birlikdə, baza 
stansiyasında və terminal ötürücülərində olan cihaz zəncirləri yuxarı və aşağı xətt 
arasında qarşılıqlı olmaya bilər. Dəstək zəncirlərinin kalibrlənməsi ciddi bir problem 
yaratmır və praktikada müəyyən dərəcədə sınanmış kalibrləmə əsaslı həllər 
mövcuddur [11]. Xüsusilə, 64 antenna sistemi üçün qarşılıqlı hesablama kalibrini 
bəzi təfərrüatlarla həll edir və uğurlu bir təcrübə tətbiqini tələb edir. 
Diqqət yetirin ki, kütləvi MIMO-nun tam şüa meydana gətirən qazanclarını 
əldə etmək üçün terminalın yuxarı və aşağı bağlama zəncirlərinin kalibrlənməsi 
tələb olunmur: baza stansiyası avadanlıqları düzgün kalibrlənmişsə, serial həqiqətən 
mütənasib bir şüa ötürəcəkdir. (Terminalın qəbuledici zəncirində hələ də 
uyğunsuzluq olacaq, lakin bu, pilotları şüa vasitəsilə terminala ötürməklə həll edilə 
bilər; bu əlavə pilotlar üçün yerüstü yük çox azdır.) Serialda mütləq kalibrləmə tələb 
olunmur. Bunun əvəzinə, antenlərin birinə bir istinad kimi baxıla bilər və siqnallar 
istinad anteni ilə digər antenaların hər biri arasında bu antena görə bir kompensasiya 

---

68 
amili əldə etmək üçün satıla bilər. Tamamilə serial daxilində qarşılıqlı hesablama 
kalibrindən imtina etmək mümkündür; məsələn yuxarı bağlama zənciri ilə aşağı 
bağlama zənciri arasındakı maksimal faza fərqi 60 dərəcədən az olsaydı, qazancın 3 
dB azalmasına baxmayaraq əlaqəli şüa əmələ gəlməsi hələ də davam edəcəkdir. 
İdeal olaraq Massive MIMO sistemindəki hər bir terminala ortoqonal uplink 
pilot ardıcıllığı verilir. Lakin mövcud ola biləcək ortogonal pilot ardıcıllıqların 
maksimum sayı kanalın gecikmə-yayılmasına bölünən uyğunluq intervalının 
uzunluğu ilə məhdudlaşır [12], tipik bir əməliyyat ssenarisi üçün, bir milisaniyəlik 
uyğunluq aralığında ortogonal pilot ardıcıllıqlarının maksimum sayının təxminən 
200 olduğu təxmin edilir. Çox mobilli bir sistemdə ortogonal pilot ardıcıllığı 
tükənmək daha sadədir. 
Pilotların bir hücrədən digərinə təkrar istifadəsinin təsiri və əlaqəli mənfi 
nəticələr "pilot çirklənməsi" adlanır. Daha dəqiq desək, xidmət seriyası, alınan pilot 
siqnalını müəyyən bir terminal ilə əlaqəli pilot ardıcıllığı ilə əlaqələndirəndə, əslində 
eyni pilot ardıcıllığı bölüşən digər kanallara kanalların xətti birləşməsi ilə çirklənmiş 
bir kanal qiymətləndirməsini əldə edir. Çirklənmiş kanalın təxmininə əsaslanan 
aşağı əlaqə şüaları eyni pilot ardıcıllığı bölüşən terminallara yönəlmiş müdaxilə ilə 
nəticələnir. Bənzər müdaxilə məlumatların yüksək ötürülməsi ilə əlaqələndirilir. Bu 
yönəldilən müdaxilə istədiyi siqnal ilə eyni nisbətdə xidmət antenlərinin sayı ilə 
artır. Hətta qismən korrelyasiya edilmiş pilot ardıcıllığı yönəldilmiş müdaxilə ilə 
nəticələnir. 
Pilotun əsas fenomen kimi çirklənməsi həqiqətən kütləvi MIMO üçün spesifik 
deyil, lakin kütləvi MIMO-ya təsiri klassik MIMO-ya nisbətən daha dərin görünür 
[13]. Ən azı pilot əsaslı kanal hesablamasına güvənən qəbuledicilərlə, antenaların 
sayının artırılmadan artırıldığı zaman performansın son həddi olduğu iddia edildi. 
Bu arqument yaxınlarda mübahisə edilsə də, heç olmasa istifadə edilən güc 
nəzarətinə dair müəyyən fərziyyələrə əsasən, pilot çirklənməsinin bu və ya digər 
şəkildə həll edilməsi lazım olduğu görünür. Bu bir neçə yolla edilə bilər: 

---

69 
• Pilot dalğa formalarının ayrılması optimallaşdırıla bilər. Bir ehtimal pilotların 
daha az təsirli bir tezlik istifadəsi amillərindən istifadə etməkdir (lakin yükləmə 
məlumatları üçün mütləq deyil). Bu qarşılıqlı çirkləndirici Mobilləri bir-birindən 
daha da uzaqlaşdırır. Pilotların istifadəsini koordinasiya etmək və ya şəbəkədəki 
fərqli terminallara uyğunlaşdırıcı şəkildə pilot ardıcıllığı ayırmaq da mümkündür 
[14]. Hal hazırda optimal strategiya məlum deyil. 
• Ağıllı kanal qiymətləndirmə alqoritmləri və ya pilotların tamamilə istifadə 
edilməsini maneə törədən kor texnikalar [15], pilot çirklənmənin təsirini yumşalda 
bilər və ya aradan qaldıra bilər. Ən perspektivli istiqamət, kanalları və yükləmə 
məlumatlarını birlikdə qiymətləndirən kor texnikalardır. 
• Şəbəkə quruluşunu nəzərə alan yeni kodlaşdırma üsulları, məsələn, pilot 
çirklənmə kodlaşdırması [16], şüa formalaşdırma əməliyyatından kənarda çoxlu 
hüceyrələr üzərində kooperativ ötürülmədən, ən azı qismən, pilot nəticəsində 
yaranan müdaxiləni ləğv etmək üçün istifadə edə bilər. çirklənmə. Terminallar və 
çirkləndirici hüceyrələrin xidmət zonaları arasındakı həqiqi kanalların 
qiymətləndirilməsini tələb edən çoxsaylı hüceyrələr üzərində əlaqələndirilmiş şüa 
düzəltmədən fərqli olaraq, pilot çirklənmə kodlaşdırması yalnız müvafiq yavaşlayan 
əmsalları tələb edir. Praktik pilot-çirklənmə kodlaşdırması inkişaf etdirilməkdədir. 
Kütləvi MIMO, əlverişli yayılma adlanan radio mühitinin bir xüsusiyyətinə 
çox bağlıdır. Sadəcə olaraq, əlverişli yayılma o deməkdir ki, baza stansiyasından 
fərqli terminallara yayılan kanal cavabları kifayət qədər fərqlidir. Kütləvi MIMO 
sistemlərinin davranışını öyrənmək üçün, real antenna seriallarından istifadə edərək 
kanal ölçmələri aparılmalıdır. Bu, böyük seriallardan istifadə edən kanal 
davranışının adi kiçik seriallardan istifadə etməklə ümumiyyətlə təcrübəli 
olduğundan fərqli olmasıdır. Ən əhəmiyyətli fərqlər serialda geniş miqyasın 
azalması ola bilər və serialda kiçik miqyaslı siqnal statistikası da dəyişə bilər. 
Əlbəttə ki, bu, müxtəlif istiqamətlərə işarə edən antenna elementləri olan fiziki 
cəhətdən daha kiçik massivlər üçün də doğrudur. Şəkil 3.5, bu sənəddə bildirilən 
ölçmələr üçün istifadə olunan iki kütləvi MIMO seriallarının şəkillərini göstərir. Sol 

---

70 
tərəfdə 128 anten portu olan kompakt dairəvi kütləvi MIMO serialı var. Bu sıra, bir 
dairədə düzülmüş 16 cüt qütblü yamaq antenna elementlərindən ibarətdir, 4 ədəd bu 
dairələr bir-birinin üstünə yığılmışdır. Kompakt olmağın üstünlüyünə əlavə olaraq, 
bu sıra müxtəlif yüksəkliklərdə dağınıqları həll etmək imkanı da verir, lakin məhdud 
diyaframa görə azimutda daha pis qətnamədən əziyyət çəkir. Fərqli terminallara 
cavab olaraq 128 fərqli mövqeyə köçürülən fiziki cəhətdən böyük bir xətti (virtual) 
bir sıra, ən kiçik və böyük ölçüdə yayılmaq eyni ölçüləri olan həqiqi serial üçün 
başqa bir statik mühitin yayılmasına baxmaqdır. 
Kanal cavablarını özündə cəmləşdirən matrisanın ən çox yayılmış tək-tək 
dəyərlərinin nə dərəcədə fərqli olduğunu müəyyənləşdirməyin bir yolu, fiziki 
cəhətdən böyük tək qütblü xətti sıra və ya yığcam cüt qütblü dairəvi sıra kimi 
qurulmuş 4 istifadəçi terminalı və müvafiq olaraq 4, 32 və 128 antenna portu olan 
bir baza stansiyası üçün bir vəziyyət göstərir. Daha dəqiq desək, rəqəm fərqli 
hallarda müxtəlif ölçülən (ensiz) tezlik nöqtələri üçün ən kiçik və ən böyük tək dəyər 
arasındakı fərqin məcmu sıxlıq funksiyasını (CDF) göstərir. Bir arayış olaraq tez-tez 
nəzəri tədqiqatlarda istifadə olunan ideal müstəqil, eyni dərəcədə paylanmış kanal 
matrisləri üçün simulyasiya edilmiş nəticələr göstərir. Ölçmələr Lund universiteti 
şəhərciyi ərazisində açıq havada aparıldı. Mərkəz tezliyi 2.6 GHz və 50 MHz ölçmə 
bantı idi. Silindrik silsilədən istifadə edərkən RUSK Lund kanal qurucusu işə 
yarandı, sintetik xətti sıra ölçmələri üçün bir şəbəkə analizatoru istifadə edildi.