Massive MIMO system aspects from a terminal perspective
- Reference number
- ID14-0007
- Start and end dates
- 150101-191231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Massive MIMO (MM) technology is emerging as one of the major candidates for increasing efficiency of future wireless communications - both spectral and energy efficiencies. Recent predictions show that energy efficiency can be increased by several orders of magnitude and spectral efficiency by at least one order of magnitude, under reasonable assumptions on system configurations. Predictions like these have opened up a frenetic research activity in the field. Despite great efforts spent on investigating how efficient MM systems should be designed, the terminal perspective is almost entirely neglected. One reason for this is that most of the new concepts relate directly to the base station and only indirectly to the terminal devices. The terminal designs will, however, to a large extent influence how the MM systems of the future perform. Terminal design considerations will influence the entire systems, all the way from how well different MM transmission techniques perform under real conditions to how transmission protocols are designed. This project investigates influence of terminal devices on MM system performance, and how they should be designed to optimize system efficiency. The investigation spans the entire gamut from designing terminal prototypes to developing design methodologies. This is done by combining practical measurements and experimental studies in a MM testbed with more theoretical simulations and system optimizations.
Popular science description
Massiv MIMO är ett nytt begrepp inom radiovetenskapen och förväntas bli en av huvudteknikerna för framtidens mobila system. Massiv MIMO innebär att man ökar antalet antenner på en accesspunkt till flera tiotals eller något hundratal, medan man på terminalsidan begränsar sig till ett fåtal. Med ett stort antal antenner kan radiokanalen uppmätas mycket precist och en accesspunkt kan då urskilja enskilda terminaler bland andra som samtidigt sänder på samma frekvens, vilket gör att effektiviteten kan ökas drastiskt. Detta är relativt väl undersökt under ideala förhållanden, medan inverkan på systemet från realistiska terminalers egenskaper är relativt okänd. Terminalernas antennegenskaper är långt från ideala pga användarinteraktion och integrering i konsumentprodukter, där estetiska begränsningar ofta styr. Förutom att realistiska terminaler har icke-ideala antennegenskaper är variationen stor bland de typer av terminaler vi förutser i framtida system. Vi kommer att se allt från små trådlösa enheter med anspråkslösa krav på bandbredd till multimedia-terminaler med betyfligt mer extrema krav. Detta lyfter även frågan om vilka typer av enheter som fungerar väl i, och kan dra mest nytta av, ett massivt MIMO-nät. Lunds universitet kommer tillsammans med Sony Mobile Communications AB att undersöka ovanstående frågeställningar inom ramen för detta industridoktorand-projekt och utöka kunskapen genom att experimentellt och teoretiskt studera realistiska terminaler i massiva MIMO-system. Lunds universitet är ett av de ledande centren i världen inom massive MIMO och Sony Mobile Communications AB är den enda aktören i Sverige som utvecklar mobila terminaler. Lunds universitet expertis inom massiv MIMO, kombinerat med Sonys djupa förståelse för de utmaningar man möts av vid integration av radiosystem i konsumentprodukter, ger stora synergieffekter och en mycket stark projektkonstellation. Ett gemensamt industridoktorand-projekt som detta, där en av Sonys mycket erfarna ingenjörer kommer att kliva i doktorandrollen vid Lunds universitet, är högst intressant för alla parter. Då massiv MIMO ses som en av huvudkandidaterna för framtida mobila kommunikationssystem kommer projektet att bidra till ökning av svensk telekomidustris konkurrenskraft samt göra Sverige till ett mer intressant land att etablera sig i. En stark forskning leder också till förbättrade möjligheter att behålla nyckelkompetens inom landet.