In diesem Artikel wird das Problem des effektiven Freiheitsgrades (EDoF) in einem XL-MIMO-System mit extrem vielen Ein- und Ausgängen untersucht. Zwei XL-MIMO-Hardware-Architekturen werden betrachtet - basierend auf einer gleichmäßigen Planarantennenanordnung (UPA) und kontinuierlichen Öffnungen (CAP) - sowie zwei repräsentative Modelle für Nahfeldkanäle - ein Modell basierend auf der skalaren Green'schen Funktion und ein Modell, das die Tri-Dimensionalität der Green'schen Vektorfunktion berücksichtigt. Zunächst wird für das auf UPA basierende XL-MIMO-System seine EDoF-Performance durch eine diskrete Kanalmatrix analysiert. Anschließend wird für das auf CAP basierende XL-MIMO-System ein analytischer Rahmen für die EDoF-Performance entwickelt, der auf einer zweidimensionalen CAP-Ebene anwendbar ist und eine asympthotische Analysemethode verwendet und bestehende Analysemethoden für eindimensionale CAP-Segment-Systeme erweitert. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass mit zunehmender Anzahl von Antennen die EDoF-Performance des auf UPA basierenden XL-MIMO-Systems derjenigen des auf CAP-Ebene basierenden XL-MIMO-Systems nahekommt. Darüber hinaus tragen die Multi-Polarisations-Effekte im Kanal und die zunehmenden physischen Größen des Senders und Empfängers zur Verbesserung der EDoF-Performance bei.

Extrem viele Ein- und Ausgänge XL-MIMO; Nahfeldkommunikation; Effektiver Freiheitsgrad; Multi-Polarisations-Effekt