Пространственная модуляция для обобщённых MIMO-систем: проблемы, возможности и реализация

Одной из ключевых задач исследований в области мобильной связи будущего является поиск привлекательного компромисса между спектральной эффективностью беспроводной сети на единицу площади и её энергетической эффективностью. Это требует принципиально нового подхода к проектированию беспроводных систем, основанного на использовании обширного массива накопленных знаний, особенно в области технологий с множеством входов и множеством выходов (MIMO). Такой подход обусловил появление новой концепции беспроводной связи, предназначенной для крупномасштабных MIMO-систем с одной радиочастотной (RF) цепью, получившей название пространственной модуляции (SM). Концепция SM утвердилась как эффективная парадигма передачи, объединяющая многочисленные разновидности MIMO-систем. Исследования SM достигли достаточной зрелости, чтобы стимулировать её сравнение с современными MIMO-системами, а также применение в других перспективных беспроводных системах, включая системы с ретрансляцией, кооперативные сети, малые соты, оптические беспроводные системы и энергоэффективные системы связи. Кроме того, SM привлекла достаточно внимания исследователей для реализации на испытательных стендах и обладает потенциалом для стимулирования дальнейших интенсивных междисциплинарных исследований в последующие годы. Цель этой обзорной статьи — представить исчерпывающий современный обзор исследований SM-MIMO, критически оценить её потенциальные преимущества и содействовать обсуждению перспективных областей применения и связанных с ними исследовательских задач, ведущих к анализу технологических вопросов реализации SM-MIMO. В заключение статьи описываются первые в мире экспериментальные работы в этой динамично развивающейся области исследований.