利用非线性 MIMO 处理实现超密集 Open-RAN 车载网络

未来的自动驾驶交通系统需要能够容纳大规模车辆连接的网络基础设施，尽管频率资源稀缺可用。当前实现这种所需高频谱效率的方法依赖于多输入多输出（MIMO）技术的利用。然而，基于线性处理原理的传统 MIMO 处理方法使系统的大部分容量严重未被开发。它们通常需要大量耗电的天线和射频链来支持数量少得多的并发连接设备，即使这些设备以低速率传输。这转化为高昂的运营成本，在超密集的城市规模部署中尤为显著。因此，问题在于如何高效利用这种未被开发的 MIMO 容量并充分利用可用射频基础设施以最大化设备连接性。为应对这一挑战，本工作提出了一种开放无线接入网（Open-RAN）部署，采用大规模可并行非线性（MPNL）MIMO 处理，用于密集部署且节能的车载网络。我们首次量化了 MPNL 在实现大规模车辆连接方面的巨大增益，与传统的线性方法相比，显著减少了所用天线，且没有任何吞吐量损失。我们发现，利用 MPNL 进展的基于 Open-RAN 的实现，在城市移动场景以及各种车对基础设施（V2I）和车对网络（V2N）用例中，并发传输的单天线车辆数量可增加超过 300%。在此背景下，我们讨论了实现 MPNL 如何使更简单、更密集部署的无线电单元成为可能，为完全自主和可持续的交通系统铺平了道路。