5G無線知識，從“大規(guī)模MIMO”開始

本期干貨講解5G無線里面的重要知識：大規(guī)模MIMO，即多輸入多輸出。它是開啟5G用戶體驗的關(guān)鍵技術(shù)之一！

如果，你也不是很了解。那就跟隨本期主題，一起學習大規(guī)模MIMO吧。

1、大規(guī)模MIMO是什么？

大規(guī)模MIMO，英文全稱是：Massive Multiple Input Multiple Output。因為它的英文名實在是太長了，于是簡稱為“Massive MIMO”。它的中文名呢，也就是英文翻譯過來的，叫：大規(guī)模多路輸入多路輸出。為了方便，于是都直接叫“大規(guī)模MIMO”

起源：大規(guī)模MIMO無線通信初步構(gòu)想最早是由貝爾實驗室Marzetta博士于2009年提出的。而我們今天所講的大規(guī)模MIMO并不是一項全新的技術(shù)，它是在MIMO技術(shù)上的拓展和延伸。【MIMO在4G時代已被廣泛應用】區(qū)別于傳統(tǒng)4G MIMO的最多8天線通道，大規(guī)模MIMO在5G中實現(xiàn)16/32/64通道。

2、大規(guī)模MIMO技術(shù)

其實大規(guī)模MIMO就是大量天線的波束賦形。【解釋：波束賦形，就是根據(jù)特定場景自適應的調(diào)整天線陣列的輻射圖的一種技術(shù)】可能看了解釋的小伙伴還是有點云里霧里的，那么，我們就接著細講一下，波束賦形！

波束賦形：通過移動設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)基站上的先進天線技術(shù)，能將無線信號聚集到特定方向，而不是擴散到廣域中。就像手電筒與激光筆之間的區(qū)別，前者可以照亮整個屋子里的人，后者則可以持續(xù)指向或追蹤單個用戶。

隨MIMO系統(tǒng)中天線數(shù)量的增加，波束成形就變成了“3D波束成形”。3D波束成形技術(shù)可生成面向用戶的水平和垂直的波束，以此提高所有用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率和容量，包括位于高層建筑頂層的用戶。

借助移動終端的反饋，波束能夠找到空間中的任意一個點。因此，無論用戶是在街上還是在建筑物的不同樓層之間移動，都能夠通過聚集的波束連接到網(wǎng)絡(luò)。此外，細長的直射波束還可降低不同方向上波束之間的干擾。

3、大規(guī)模MIMO優(yōu)點

（1）更精確的3D波束賦形，提升終端接收信號強度。

不同的波束都有各自非常小的聚焦區(qū)域，用戶始終處于小區(qū)域內(nèi)的最佳信號區(qū)域。

（2）同時同頻服務更多用戶，提高網(wǎng)絡(luò)容量。

由于在覆蓋空間中對不同用戶可形成獨立的窄波束覆蓋，使得天線系統(tǒng)能夠同時傳輸不同用戶的數(shù)據(jù)，從而可以數(shù)十倍地提升系統(tǒng)吞吐量，提高網(wǎng)絡(luò)容量。

（3）有效減少小區(qū)間的干擾

天線的波束非常窄，并能精確地為用戶提供覆蓋。故可大大減少對領(lǐng)區(qū)的干擾。

（4）更好的覆蓋遠端或近端的小區(qū)

波束在水平和垂直方向上的自由度可以帶來連續(xù)覆蓋上的靈活度和性能優(yōu)勢。

參考文獻：

［1］ 李東儒。 5G多天線系統(tǒng)的波束管理研究［D］。 北京： 北京郵電大學， 2019.

［2］ 呂智煊。 多波束基站天線的應用研究［D］。 廣州：華南理工大學，2018.

［3］ 中興文檔。大規(guī)模MIMO自述，2019.

［4］ ualcomm中國。揭秘5G大規(guī)模MIMO，2019.

來源：傳知學院

責任編輯：haq