Massive MIMOは無限にアンテナを増やせる 20
ストーリー by hylom
アンテナが小さくなれば問題ない？ 部門より
アンテナが小さくなれば問題ない？ 部門より
あるAnonymous Coward曰く、
リンショーピング大学のシミュレーションによれば、次期モバイル通信技術「5G」に使われる空間多重技術「Massive MIMO」は、パイロット信号の衝突により起こる「パイロット汚染」を避けるよう適切に処理することで、際限なくアンテナを増やしたとしても際限なく転送可能なデータ容量を増大させることが可能らしい （Science Daily）。
「5G」では需要を満たすまで無限にアンテナを増やし続けることが可能なため、「人々はますますデータ容量を使用し、アンテナは需要を満たすために増え続けうる」とのこと。
時間分解能/ダイナミックレンジ(演算精度)の制約は無いのだろうか (スコア:1)
空間差=時間差なので、それが分解できなければ分離できないように思う
現実のデバイスはもちろんサンプリングレートの限界はあるからそれが限界を決める
パラメタの一つになるんじゃないかな(プロセッサの処理能力もだけど)
シミュレーションではそのへん「理想的」な、「パラメタの制約は無い」
なんて条件だと現実に即さない「絵に描いた餅」のような気がするんだけど
ただしコストはn乗で増える (スコア:0)
とかだったら意味ないんだけど大丈夫？
Re:ただしコストはn乗で増える (スコア:1)
ただしそれで増えたデータはほぼ全てが広告であった。
Re: (スコア:0)
n乗かはともかく、地代やら電気代やら上位回線代がかかるので
損益分岐の限度はあるでしょうね。
Re: (スコア:0)
毎月のギガ数の方が先に尽きますがな…
アンテナを増やすって？ (スコア:0)
通信できるチャンネル、周波数帯域幅が増えるってこと？
Re:アンテナを増やすって？ (スコア:4, 興味深い)
Massive MIMOは、ビームフォーミングを使うみたい。
フェイズドアレイレーダーみたいなもので、アレイアンテナの数が増えれば増えるほど、精密に空間を指定できる。
つまり、あなたのスマホに電波を直射できる、そして隣の人には電波が行かないようにできる。
(厳密には違うけどだいたいこんな感じ。)
そして、空間を精密に照射するには、２つの要素が必要で、
１つは大量のアンテナ。アンテナアレイが多いほど、空間をピンポイントで指定できるようになる。
もう１つは、ユーザーの位置の推定。コレが「パイロット汚染」っぽい？
正直パイロット汚染がイマイチわかんなかったのだけど、ユーザー位置が特定できてるなら、アンテナ数が多いほど精密な位置誘導ができるのだから、通信容量は増大するはず。
注意点は、基地局アンテナは各ユーザーと1対1で繋がってるわけじゃなく、同時に多人数向けに送信できるってことね。
そして１つのアンテナに送る電力は微弱でもかまわない(ユーザーに到達した地点で強め合って最強になるから)ので、電力効率も悪くない。
ユーザーから見たら基地局の帯域を占有してるように見えて、
基地局から見たらユーザーの数ぶんだけ帯域はかけ算になる。
そして同時通信できるユーザー数を増やすには、アンテナを増やせばいい。
アンテナの数に依存する空間分解能の制限いっぱいまで通信データ量は増やせるのだから、仮に無限にアンテナ増やしたなら、データ量も無限に増やせる、って話だと思う。
まぁ、無限は数学的理想空間としてのヨタだろうけどね。そんな都合良くビームフォーミングできるわけじゃないだろし。
Re: (スコア:0)
片方のアンテナだけ増やしてもあまり意味がないように思えるんだけど。
基地局ではどんなアンテナを使ってるのかな？
Re:アンテナを増やすって？ (スコア:2, 参考になる)
端末側としては、同じ無線区間で通信している端末が従来より減ったように見えます。
即ち無線区間のスループット向上が可能となります。
ただし、基地局自体の回線速度が従来よりもっとボトルネックになります。
また、基地局側で合成・分離する演算処理も大変なので電力や熱的に限度が有り、演算性能によってはレイテンシー的に既存より若干不利になるかもしれません。
Massive MIMOは空間で分割する都合上、5Gのフィールドテストや規格でどの程度対策してあるか不明ですが、
原理上、想定外の高速移動、電車やトラックが通行する横で通信する等で電波経路(空間位置)が頻繁に変わると通信が不安定化する可能性は有り得ます。
Re:アンテナを増やすって？ (スコア:1)
PHSは基地局側でやってましたね。「アダプティブアレイ」という名前で。
PHSは出力が弱いため、端末を見つけたらそちらへの電波を強めることで通話可能範囲を稼いでいたようです。
たぶん受信波の位相差を検出することで端末のある方角を推定するのにも使っていた。
うじゃうじゃ
Re: (スコア:0)
一般的な用途を考えるとデータ転送量や接続する相手の数が非対称なので問題ないです
Re: (スコア:0)
フェイズドアレイのビームフォーミングは送信受信どっちも出来るので、端末が等方的に電波を出しても基地局の受信フォーカスで対処できる、んじゃないのかな？？
Re: (スコア:0)
アンテナが大量にあれば、実際にはそんなに細かくビームフォーミングする必要ないんじゃないかな。結局は重ね合わせなんだから。四方八方からレーザーを照射して癌細胞だけ焼く、みたいな話で、一つ一つが十分弱ければ隣の人には届かないようにできるんじゃないかと。
Re:アンテナを増やすって？ (スコア:1)
それがビームフォーミングですよ。
隣の人にも電波は行ってるけど、弱い。
自分の所には、多数のアンテナから出た電波が強め合うタイミングで到着するから強い。
フェーズドアレイレーダーみたいな動作なので、LTEとかでやってる指向性アンテナをセクタ分けしてだいたいこっちの方、みたいな方式とは根本から違う。
改めて考えてみると恐ろしいシステムだな (スコア:2)
特定のエリアに十分な数のアンテナがあるなら、原理的にはフェーズドアレイにして人をまるごと焼き殺したり、もっと絞り込めば脳や心臓にピンポイントで致命的なダメージを与えられるってことだよね。
ガリレオ(湯川学)ネタでこういうのありそうだけど、イージス艦もそのうちマイクロ波で敵将の首を取れるようになるんじゃないのか？
uxi
Re:改めて考えてみると恐ろしいシステムだな (スコア:3)
小電力の特定の用途に使用する無線局の最大電力は 1W [soumu.go.jp] らしいので、大学の大講義室に Wi-Fi 持った人詰め込んでも、ハッキングで Wi-Fi 殺人なんてミステリー小説は出力的にちょっと無理かな？
uxi
Re: (スコア:0)
MIMO(空間多重化)はビームフォーミングと排他利用だと思ってたちがうのかな。
高周波ではビームフォーミングして低周波は通常のMIMOをするような使い分けをしてるとか？
なんか昔同じような話を聞いたなぁｗ (スコア:0)
CDMAが登場し始めたとき、コードを変えてどんどん多重化できるので通信速度は際限なく上げられるなんて
魔法話が流れていたのを懐かしく思い出すｗｗｗ
Re: (スコア:0)
理論上の話と、現実空間とか現実の部品の性能とかは別の話ですしね。
あくまでも原理上は可能ってだけかと。
つまり「ギガが減る」速度も無限に加速し続ける (スコア:0)
瞬間最大速度だけどんだけ上がったところでまったく意味がない