本期干貨講解5G無(wú)線(xiàn)里面的重要知識(shí)：大規(guī)模MIMO,即多輸入多輸出。它是開(kāi)啟5G用戶(hù)體驗(yàn)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(xué)習(xí)大規(guī)模MIMO吧。

1、大規(guī)模MIMO是什么？

大規(guī)模MIMO，英文全稱(chēng)是：Massive Multiple Input Multiple Output。因?yàn)樗挠⑽拿麑?shí)在是太長(zhǎng)了，于是簡(jiǎn)稱(chēng)為“Massive MIMO”。它的中文名呢，也就是英文翻譯過(guò)來(lái)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(wú)線(xiàn)通信初步構(gòu)想最早是由貝爾實(shí)驗(yàn)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(xiàng)全新的技術(shù)，它是在MIMO技術(shù)上的拓展和延伸。【MIMO在4G時(shí)代已被廣泛應(yīng)用】區(qū)別于傳統(tǒng)4G MIMO的最多8天線(xiàn)通道，大規(guī)模MIMO在5G中實(shí)現(xiàn)16/32/64通道。

2、大規(guī)模MIMO技術(shù)

其實(shí)大規(guī)模MIMO就是大量天線(xiàn)的波束賦形。【解釋?zhuān)翰ㄊx形，就是根據(jù)特定場(chǎng)景自適應(yīng)的調(diào)整天線(xiàn)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(diǎn)云里霧里的，那么，我們就接著細(xì)講一下，波束賦形！

波束賦形：通過(guò)移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)基站上的先進(jìn)天線(xiàn)技術(shù)，能將無(wú)線(xiàn)信號(hào)聚集到特定方向，而不是擴(kuò)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(gè)屋子里的人，后者則可以持續(xù)指向或追蹤單個(gè)用戶(hù)。

隨MIMO系統(tǒng)中天線(xiàn)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(hù)的水平和垂直的波束，以此提高所有用戶(hù)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(hù)。

借助移動(dòng)終端的反饋，波束能夠找到空間中的任意一個(gè)點(diǎn)。因此，無(wú)論用戶(hù)是在街上還是在建筑物的不同樓層之間移動(dòng)，都能夠通過(guò)聚集的波束連接到網(wǎng)絡(luò)。此外，細(xì)長(zhǎng)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(diǎn)

（1）更精確的3D波束賦形，提升終端接收信號(hào)強(qiáng)度。

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

（2）同時(shí)同頻服務(wù)更多用戶(hù)，提高網(wǎng)絡(luò)容量。

由于在覆蓋空間中對(duì)不同用戶(hù)可形成獨(dú)立的窄波束覆蓋，使得天線(xiàn)系統(tǒng)能夠同時(shí)傳輸不同用戶(hù)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(xiàn)的波束非常窄，并能精確地為用戶(hù)提供覆蓋。故可大大減少對(duì)領(lǐng)區(qū)的干擾。

（4）更好的覆蓋遠(yuǎn)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(lái)連續(xù)覆蓋上的靈活度和性能優(yōu)勢(shì)。

*傳知學(xué)院在此感謝參考文獻(xiàn)的貢獻(xiàn)者，并向通信人表示崇高的敬意。

參考文獻(xiàn)：

 

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

[2] 呂智煊. 多波束基站天線(xiàn)的應(yīng)用研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2018.

[3] 中興文檔.大規(guī)模MIMO自述,2019.

[4] ualcomm中國(guó).揭秘5G大規(guī)模MIMO,2019.