Massive MIMO Ultra-Efficient Transmission
Massive MIMO超高效传输
基本信息
- 批准号:269256272
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2015
- 资助国家:德国
- 起止时间:2014-12-31 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Wireless communications with more than 100~Gbit/s can be achieved by a very high spectral efficiency, at high carrier frequencies and large bandwidths. In this project, a frequency range of 57--63~GHz and a spectral efficiency of 15~bit/s/Hz using multi-antenna systems with more than 100 antennas at both the transmitter and the receiver (multiple-input multiple-output, MIMO) will be considered. Due to the large bandwidth of 6~GHz a very efficient and simple baseband signal processing technique has to be provided. For example, QPSK modulation on eight parallel spatial multiplexed data streams is sufficient to realize a spectral efficiency of up to 16~bit/s/Hz.In theory, the achievable spectral efficiency scales linearly with the minimum number of antennas at the transmitter nT and the receiver nR, respectively. Hence, a transmission of minimum nT,nR parallel spatial data streams is possible. However, in the implementation of large antenna arrays the following two effects can occur and limit the theoretical result: spatial correlation and coupling of the antennas. Moreover, operating hundreds of antennas simultaneously including the RF frontend at the transmit and receive side of a massive MIMO communication system is not energy efficient. Consequently, a novel design approach is required.This project is intended to fundamentally investigate the feasibility of a system as proposed above. Thereto, a unified model for the spatial correlation and the antenna coupling is going to be induced from field theory and propagation modeling of high frequency technology to stochastic MIMO channel matrices for signal processing and information theory. Also, fundamental limits of the achievable bandwidth efficiency in the target scenario will be derived, taking into account the channel, the antenna characteristics, the available signal processing capabilities in the space, time, and frequency domain, and the channel information. This is achieved using methods of the random matrix theory and the majorization theory. Further, measurements will be taken in the frequency range 57--63~GHz to develop a stochastic channel and antenna model. Field simulations will provide a realistic model of the coupling between the elements of the entire antenna array.Finally, theoretical results, measured and simulated data are going to be used to suggest a system design that provides the following features: an innovative antenna design for massive MIMO systems, an optimal and sub-optimal energy-efficient transceiver design that achieves a bandwidth efficiency of 15~Bit/s/Hz, channel measurements with the new designs and verification of achievable rates, practical validation by data transmission and receiver side bit error rate evaluation using an offline data processing.Altogether, this project will provide both a theoretical contribution to the fundamental limits of massive MIMO systems and a practical design for the 100~Gbit/s wireless data transmission.
在高载波频率和大带宽下,可以通过非常高的频谱效率实现超过100 Gbit/s的无线通信。在本项目中,将考虑使用在发射机和接收机处均具有100个以上天线的多天线系统(多输入多输出,MIMO)的57- 63 GHz的频率范围和15 bit/s/Hz的频谱效率。由于6~GHz的大带宽,必须提供一种非常有效和简单的基带信号处理技术。例如,对8个并行空间复用数据流的QPSK调制足以实现高达16比特/s/Hz的频谱效率。理论上,可实现的频谱效率分别与发射机处的最小天线数目nT和接收机处的最小天线数目nR成线性比例。因此,最小nT、nR并行空间数据流的传输是可能的。然而,在大型天线阵列的实现中,可能发生以下两种效应并限制理论结果:天线的空间相关性和耦合。此外,在大规模MIMO通信系统的发射和接收侧同时操作包括RF前端的数百个天线不是能量高效的。因此,需要一种新的设计方法。本项目旨在从根本上研究上述系统的可行性。为此,从高频技术的场论和传播模型到信号处理和信息论的随机MIMO信道矩阵,将空间相关性和天线耦合统一起来。此外,在目标场景中可实现的带宽效率的基本限制将被导出,考虑到信道,天线特性,在空间,时间和频率域中的可用信号处理能力,以及信道信息。这是使用随机矩阵理论和优控理论的方法来实现的。此外,将在57- 63 GHz的频率范围内进行测量,以建立随机信道和天线模型。场模拟将提供整个天线阵列元件之间耦合的真实模型。最后,理论结果、测量和模拟数据将用于建议具有以下特征的系统设计:一种用于大规模MIMO系统的创新天线设计,一种最优和次优节能收发器设计,可实现15比特/秒/赫兹的带宽效率,信道测量与新的设计和验证可达到的速率,实际验证数据传输和接收端的误码率评估使用离线数据处理,总的来说,这个项目将提供大规模MIMO系统的基本限制的理论贡献和100~Gbit/s的无线数据传输的实际设计。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr.-Ing. Eduard Axel Jorswieck其他文献
Professor Dr.-Ing. Eduard Axel Jorswieck的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Eduard Axel Jorswieck', 18)}}的其他基金
Efficient Resource Allocation in Software Defined Wireless Networks
软件定义无线网络中的高效资源分配
- 批准号:
400727813 - 财政年份:2018
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Optimized Non-Regenerative MIMO Relaying (ONEMORE)
优化的非再生 MIMO 中继 (ONEMORE)
- 批准号:
264858293 - 财政年份:2014
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
RESET - Erreichbare Raten, Effiziente Sendeverfahren und Signalverarbeitung für das Broadcast Multihop-Netzwerk
RESET - 广播多跳网络的可实现速率、高效传输方法和信号处理
- 批准号:
200122726 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Netzwerk Sicherheit auf der Übertragungsschicht
传输层网络安全
- 批准号:
76408021 - 财政年份:2008
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
UWB for Wireless Sensor Networks: Cross-Layer Optimization (UWB4WSN)
用于无线传感器网络的 UWB:跨层优化 (UWB4WSN)
- 批准号:
80709142 - 财政年份:2008
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Entwurf und Analyse von optimalen Übertragungsverfahren für verzögerungszeit-sensitiven Datenverkehr über drahtlose Mehrwege-Schwundkanäle
无线多径衰落信道上时延敏感数据流量最优传输方法的设计与分析
- 批准号:
14761208 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Resilience by multi-connectivity network design in industrial IoT environments
通过工业物联网环境中的多连接网络设计实现弹性
- 批准号:
503131139 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
相似国自然基金
面向低空网络的空地 MIMO 信道建模与智能推演研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
无蜂窝超大规模MIMO无线传输理论方法研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
感知融合辅助陆空协同毫米波大规模MIMO通信波束赋形与管理技术研究
- 批准号:2025JJ70624
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
太赫兹XL-MIMO通信系统稀疏信道估计及联合传输优化技术的研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
面向复杂非平稳近场环境的毫米波XL-
MIMO信道估计技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
高速移动场景去蜂窝大规模MIMO-OTFS关键技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
多智能反射面辅助无小区MIMO通信系统的资源优化方法研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于四模同频不相关的四端口完全紧凑
型MIMO介质谐振器天线理论及设计研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
移动终端多单元共口径MIMO天线宽带自
解耦技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
免投影模型驱动的动态大规模MIMO高效极化传输机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
Enabling multi-service radio access networks with Massive MIMO
通过大规模 MIMO 实现多服务无线接入网络
- 批准号:
MR/Y020065/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Fellowship
CIF: Small: Signal Processing and Learning for NOMA Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
CIF:小型:NOMA 毫米波大规模 MIMO 系统的信号处理和学习
- 批准号:
2413622 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
MIMO技術を活用したミリ波帯UWB通信におけるアンテナ性能向上に向けた研究
利用MIMO技术提高毫米波频段UWB通信天线性能的研究
- 批准号:
24K07493 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
大規模MIMOにおける特定の誤りに収束するBP信号検出の開発
开发收敛于大规模 MIMO 中特定错误的 BP 信号检测
- 批准号:
24K17279 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
無線信号のセンシングと通信の統合を実現する大規模MIMOシステムの高度化
推进集成无线信号传感和通信的大规模 MIMO 系统
- 批准号:
24K07470 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
NSF-SNSF: Rapid Beamforming for Massive MIMO using Machine Learning on RF-only and Multi-modal Sensor Data
NSF-SNSF:在纯射频和多模态传感器数据上使用机器学习实现大规模 MIMO 的快速波束成形
- 批准号:
2401047 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
異種無線多重MIMOチャネル動的構成方式
异构无线复用MIMO信道动态配置方法
- 批准号:
23K21663 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Collaborative Research: FuSe: Collaborative Optically Disaggregated Arrays of Extreme-MIMO Radio Units (CODAeMIMO)
合作研究:FuSe:Extreme-MIMO 无线电单元的协作光学分解阵列 (CODAeMIMO)
- 批准号:
2328947 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Continuing Grant
SBIR Phase I: Simultaneous Transmit-Receive and Full-Duplex Millimeter-Wave Massive Multiple-Input and Multiple-Output (MIMO) Systems
SBIR 第一阶段:同时发送-接收和全双工毫米波大规模多输入多输出 (MIMO) 系统
- 批准号:
2322297 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Expedite CSI Processing with Lightweight AI in Massive MIMO Communication Systems
合作研究:在大规模 MIMO 通信系统中利用轻量级 AI 加速 CSI 处理
- 批准号:
2336234 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Standard Grant