最新5G關(guān)鍵技術(shù)MassiveMIMO發(fā)展現(xiàn)狀

1、5G關(guān)鍵技術(shù)Massive MIMO 發(fā)展現(xiàn)狀Massive MIMO （大規(guī)模天線）技術(shù)是4.5G/5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，全球通信業(yè)者對Massive MIMO 技術(shù)都非常關(guān)注。中國移動和日本軟銀已經(jīng)開展了 TD-LTE Massive MIMO 技術(shù)測試。中國聯(lián)通、中 國電信、Telkomsel等運營商完成了 FDD Massive MIMO 外場測試。我國5G第一階段試驗中Massive MIMO 被作為關(guān)鍵技術(shù)，且有華為、中興、愛立 信等5家廠商參與試驗。3GPP從R13版本開始已經(jīng)將支持 Massive MIMO 作為 重要特性之一。Massive MIMO 技術(shù)，在基站收發(fā)信機上使用

2、大數(shù)量（如 64/128/256 等）的陣列 天線實現(xiàn)了更大的無線數(shù)據(jù)流量和連接可靠性。相比于以前的單/雙極化天線及4/8通道天線，大規(guī)模天線技術(shù)能夠通過不同的維度（空域、時域、頻域、極化域等） 提升頻譜和能量的利用效率；3D賦形和信道預估技術(shù)可以自適應地調(diào)整各天線陣子 的相位和功率，顯著提高系統(tǒng)的波束指向準確性，將信號強度集中于特定指向區(qū)域 和特定用戶群，在增強用戶信號的同時可以顯著降低小區(qū)內(nèi)自干擾、鄰區(qū)干擾，是 提升用戶信號載干比的絕隹技術(shù)。高效的衡量Massive MIMO 技術(shù)？這也是當前通信科技業(yè)者十分關(guān)心的問題。Massive MIMO系統(tǒng)架構(gòu)支持Massive MIMO 的有源天

3、線基站架構(gòu)以三個主要功能模塊為代表：射頻收發(fā) 單元陣列，射頻分配網(wǎng)絡和多天線陣列。射頻收發(fā)單元陣列包含多個發(fā)射單元和接收單元。發(fā)射單元獲得基帶輸入并提供射 頻發(fā)送輸出，射頻發(fā)送輸出將通過射頻分配網(wǎng)絡分配到天線陣列，接收單元執(zhí)行與 發(fā)射單元操作相反的工作。RDN將輸出信號分配到相應天線路徑和天線單元，并將天線的輸入信號分配到相反的方向。RDN可包括在發(fā)射單元（或接收單元）和無源天線陣列之間簡單的一對一的映射。在這種情況下，射頻分配網(wǎng)絡將是一個邏輯實體但未必是一個物理實體。天線陣列可包括各種實現(xiàn)和配置，如極化、空間分離等。射頻收發(fā)單元陣列、射頻分配網(wǎng)絡和天線陣列的物理位置有可能不同于下圖邏輯表 示

4、，取決于實現(xiàn)。Massive MIMO 測試技術(shù)1、天線系統(tǒng)的演進對測試技術(shù)的挑戰(zhàn)隨著天線系統(tǒng)向現(xiàn)代化的發(fā)展，尤其是5G的演進，一體化的基站有源天線系統(tǒng)（AAS ） 形態(tài)逐漸成為主流，通道數(shù)越來越多，有源天線連接方式也會簡化，RU和天線高度集成，射頻指標不再局限于傳統(tǒng)的 RU傳導測試，OTA測試將成為未來測試演進 的方向，同時也將帶來極大的測試挑戰(zhàn)。2、測試信號調(diào)制化有源天線工作在各種業(yè)務載波狀態(tài)下實現(xiàn)網(wǎng)絡覆蓋，為真實測試有源天線性能，測 試系統(tǒng)需要具備以下測試能力：測試系統(tǒng)需求支持業(yè)務信號的幅度、相位測試。尤 其是存在的大帶寬信號測試；方向圖測試信號模式需要討論定義。3、天線波束多樣化在天線

5、波束輻射特性趨于復雜場景下：如何準確評估天線業(yè)務波束指向準確性、副瓣、波瓣寬度等；如何選擇多波束的測試場景；多波束天線的測試效率問題；對于 多波束如何通過二維的輻射特性，評估覆蓋性能測試建議：需要評估在兩個主面下，有源天線尤其是Massive MIMO 天線指標要求；需要研究定義3D輻射指標要求；在真實業(yè)務信號下評估多波束輻射性能，建 立測試Case集。4、通信天線頻段高頻化高頻（毫米波）覆蓋一直屬于業(yè)界難題，而 Massive MIMO 能很好解決該問題。其作為5G的擴展頻段，提供容量保障。在同等數(shù)量天線單元情況下，頻率越高，覆蓋距離越短。高頻率的毫米波在覆蓋上有著天然的劣勢，然而，理論上這

6、可以通過增加天線數(shù)量來補償。隨著頻段的上升，要想達到相同的覆蓋距離，就需要增加天線單元數(shù)量，這意味著天線成本的上升。所以，降低天線成本成又為 5G多天線技術(shù)的關(guān)鍵問題之一。高頻Massive MIMO 天線作為5G演進關(guān)鍵技術(shù)之一，幾個關(guān)鍵特征：高頻率、大 帶寬、超大規(guī)模陣列天線。這些關(guān)鍵特征對測試提出新的訴求： 高頻天線輻射指標重新分析定義； 測試場地和 儀器需支持大口徑超高頻天線的測試，尤其是 OTA特性的測試； 測試儀表需要支 持超高頻、超寬帶信號的測試。5、射頻指標測試空口化隨著天線一體化發(fā)展，尤其是 Massive MIMO 天線，RF傳導射頻指標帶有輻射方 向性，并且通道數(shù)量大。如

7、何進行射頻指標的測試是目前遇到的一個巨大挑戰(zhàn)，目前均無清晰的技術(shù)途徑，3GPP標準也在技術(shù)研討中。5G微信公眾平臺(ID: angmobile ) 了解到，本文作者進一步指出，目前方向之一是進行空口測試，但如 何對這些射頻指標空口性能進行定義，如何進行測試均是目前業(yè)界的難題。目前射頻指標空口測試，3GPP R13標準明確定義EIRP和EIS,其他空口指標已經(jīng) 在最近的RAN計劃的R14標準中立項分析。目前該部分內(nèi)容目前非常復雜，各方 都在研究當中，暫無明確結(jié)論如何對這些射頻指標進行空口測試。目前主要分為兩部分： 帶內(nèi)指標一一目前來看，如果天線性能已知，可以通過OTA 現(xiàn)有測試方案進行評估；帶外指標一一天線帶外性能未知，且?guī)夥浅挼念l點對空口測試是一個巨大挑戰(zhàn)。6、3D波束賦形特性Massive MIMO 天線相對于傳統(tǒng)天線覆蓋，業(yè)務波束可能會更窄，其指向的準確性 直接影響網(wǎng)絡覆蓋性能。因此其業(yè)務波束指向的準確性測試尤其重要。每一個天線陣列能分裂出幾個波束也成為Massive MIMO 網(wǎng)絡覆蓋性能的重要指標，在這幾個波束覆蓋下的用戶能實現(xiàn)的吞吐量如何也需要成為評估的一部分。總結(jié)隨著網(wǎng)絡的持續(xù)演進，天線與射頻模塊將深度融合，Massive MIMO