李艷芬：5G Massive MIMO天線部署需要引入AI技術(shù)

日前，在由中國(guó)通信學(xué)會(huì)主辦，天線系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟承辦的 “2020 5G 通信與天線產(chǎn)業(yè)技術(shù)報(bào)告會(huì)”上，中國(guó)電信研究院 AI 中心高級(jí)專(zhuān)家李艷芬表示，為了達(dá)成 5G 業(yè)務(wù)速率、系統(tǒng)容量和用戶體驗(yàn)的要求，需要引入 Massive MIMO 這一關(guān)鍵技術(shù)。

Massive MIMO 就是多陣列天線，通過(guò)波束賦形和波束管理來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的最優(yōu)。目前 Massive MIMO 主要部署場(chǎng)景和訴求包括：密集城區(qū)局部熱點(diǎn)覆蓋和吸熱，挑戰(zhàn)高話務(wù)；高樓覆蓋，三維立體賦形實(shí)現(xiàn)縱深覆蓋；大型場(chǎng)館、集會(huì)，挑戰(zhàn)大容量和高密人群。

李艷芬指出，在對(duì) 5G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的過(guò)程中，由于 5G Massive MIMO 廣播波束的波束個(gè)數(shù)、波束層數(shù)以及波束的水平寬度、垂直寬度、方位角、電傾角等參數(shù)眾多，另外目前主系統(tǒng)設(shè)備廠商在網(wǎng)管的配置差別較大，都增加了一線運(yùn)維人員的難度和復(fù)雜度。

因而需要引入 AI 技術(shù)，通過(guò)場(chǎng)景快速識(shí)別、自學(xué)習(xí)，適應(yīng)靈活調(diào)整廣播權(quán)值，達(dá)到最優(yōu)的覆蓋效果和性能增益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速智能網(wǎng)規(guī)和網(wǎng)優(yōu)，減少時(shí)間和人力。另外，在節(jié)能控制方面，根據(jù)混合覆蓋場(chǎng)景下話務(wù)潮汐現(xiàn)象，提出基于業(yè)務(wù)變化的基站節(jié)能控制要求。此外，根據(jù)用戶位置和分布，自適應(yīng)波束賦形，提供更佳的用戶體驗(yàn)。

針對(duì) Massive MIMO 能耗問(wèn)題，李艷芬表示，5G AAU 能耗大幅增加，如果 LTE 每天線 30W，理論計(jì)算 4G 每基站每年用電量達(dá) 3000 多度，而按照 AAU 200W，理論計(jì)算 5G 每基站每年電量達(dá)到 2 萬(wàn)多度。目前降低能耗的方案主要包括，功放 PA 方面，進(jìn)行新材料創(chuàng)新；芯片方面，提升集成度、工藝；散熱方面，引入新材料，新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；算法方面，通過(guò)系統(tǒng)側(cè)的 AI 節(jié)能算法，智能關(guān)斷。

此外，李艷芬表示，Massive MIMO 天線數(shù)目的增多為傳播信道提供了更多的復(fù)用增益和分集增益，使得系統(tǒng)在下行方向的數(shù)據(jù)速率、鏈路可靠性和覆蓋上擁有更好的性能。但是終端發(fā)射功率限制了 5G 上行覆蓋，為此中國(guó)電信在 3GPP R16 牽頭超級(jí)上行，通過(guò)載波聚合以及上行鏈路增強(qiáng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 5G 高低頻協(xié)同組網(wǎng)。

也正是基于 4G/5G 協(xié)同發(fā)展、5G 多頻組網(wǎng)、智簡(jiǎn)天面架構(gòu)的演進(jìn)趨勢(shì)，5G 宏站天線應(yīng)向著小型化、多頻化、集成化、智能化方向發(fā)展。目前現(xiàn)網(wǎng)主要部署了兩種形態(tài)的天線，一種是 3.5GHz AAU 一副天線 + 其他低頻一副天線；另一種是 A+P 一體化天線。這也為天線廠家設(shè)計(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn)，主要是天線規(guī)格和指標(biāo)間的沖突。

與此同時(shí)，5G 天線設(shè)計(jì)還面臨場(chǎng)景化的需求，針對(duì)大型場(chǎng)館，天線需要做到精準(zhǔn)覆蓋，快速擴(kuò)容。針對(duì)高鐵場(chǎng)景，目前的覆蓋方案主要是沿線廣覆蓋 + 車(chē)載模式，天線需要滿足多頻化、高階 8TR、智能化的管理。針對(duì)線狀公路，龍伯透鏡天線具備應(yīng)用潛力。

最后，李艷芬指出，5G 時(shí)代現(xiàn)網(wǎng)為有源天線和無(wú)源天線共存，無(wú)源設(shè)備主動(dòng)檢測(cè)、診斷并及時(shí)定位仍然是關(guān)鍵問(wèn)題。

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