多收多发（MIMO）已经成为一项非常有前途的技术，用于用户对数据吞吐量和容量的不断增长的下一代无线网络。实际上今天MIMO的部署，仅使用相对少量的天线，同时还有表现不佳的模拟结果。对于更高信道数的MIMO系统（也称为大规模MIMO系统）的新研究表明，增加天线的数量可以显著地改善频谱效率和容量，增益，并且可以降低基站的功率消耗。仍需要大量的研究来发现和解决大规模MIMO系统在商业部署的技术挑战。

　　白皮书介绍了尚未发布的一些MIMO主题，以及如何通过快速原型开发验证仿真结果来加速无线研究。本文还研究了如何定制NI新的MIMO原型硬件和软件，帮助研究人员找到成熟的技术所需的技术解决方案。

　　研究人员们已经在大规模MIMO研究的几个领域取得了重大进展。英国Bristol大学和瑞典Lund大学的团队展示了利用128个基站天线的大规模MIMO技术的可行性，通过波束赋形技术，在相同时间和频谱资源上同时与22个用户通信，这个演示证明了大规模MIMO阵列能够提供在5G网络中提供显著的增益。他们称在20MHz带宽上频谱效率达到破纪录的145b/s/Hz，打破了他们之前经3.5GHzOTA链路上12个用户双向实时79.4b/s/Hz的记录。这种性能水平代表LTE标准10倍的容量改进，这也是5G竞争力的关键因素。

　　前述的这些只是开始，大规模MIMO存在各种有意思的技术障碍，需要更深入的探索和研究，缺乏进一步的研究和真实世界的原型，大规模MIMO可能无法发挥其全部潜力。

　　当前的研究主要集中在无线电接到单个天线阵列的测试台上。然而，具有非中心元件的大规模MIMO系统具有显著的优点。通过分配天线或者远程无线电头，实现更大的空间分集，潜在地增强MIMO的益处以及几何效率。特别是在较低频率下，将100个天线装配到单个阵列中通过非常困难。分布式大规模MIMO可以实心更方便的天线布局，如在多个建筑物之间传播。此外，分布式基带单元可用于增加潜在用户的数量。

　　高流动性

　　在大规模MIMO设置中比在常规无线系统中更难以实现高流动性。由于大规模MIMO依赖最新的信道状态信息以通过波束赋形来精确定位每个用户，移动用户较短的信道想赶时间可能阻碍精确的波束赋形。信道相干时间取决于设备的移动速度环境，进一步说，设备移动越快，则更新频道状态信息的频率越高。换句话说，要使用户设备（UE）比波束更新或跟踪的速度更快，这在时分双工中尤其具有挑战性。需要进一步进行所需的物理层修正，以确保大规模MIMO能够很好的支持搞移动性应用，例如车辆等。