蘇昕 大唐無線移動創(chuàng)新中心技術(shù)專家

孫韶輝 大唐無線移動創(chuàng)新中心總工程師

康紹莉 大唐無線移動創(chuàng)新中心技術(shù)專家

蘇進 喜大唐移動通信設(shè)備有限公司技術(shù)專家

蔡月民 大唐移動通信設(shè)備有限公司總工程師

面向IMT-2020的大規(guī)模天線技術(shù)

蘇昕 大唐無線移動創(chuàng)新中心技術(shù)專家

孫韶輝 大唐無線移動創(chuàng)新中心總工程師

康紹莉 大唐無線移動創(chuàng)新中心技術(shù)專家

蘇進 喜大唐移動通信設(shè)備有限公司技術(shù)專家

蔡月民 大唐移動通信設(shè)備有限公司總工程師

從技術(shù)原理、關(guān)鍵技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況等方面對大規(guī)模天線技術(shù)進行了整體的概述。在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合工信部5G技術(shù)研發(fā)試驗第一階段測試工作的開展情況，對大唐電信集團重點參與的大規(guī)模天線設(shè)備和5G基站驗證平臺設(shè)計方案進行了探討，對大規(guī)模天線技術(shù)的測試方案與測試結(jié)果進行了分析與說明。最后，對大規(guī)模天線技術(shù)的后續(xù)研究和標(biāo)準(zhǔn)推進、設(shè)備開發(fā)和試驗驗證等工作方向進行了展望。

IMT-2020；5G；MIMO；massive MIMO

1 大規(guī)模天線技術(shù)概述

高速無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)與用戶數(shù)量的迅速增長，需要更高速率、更大系統(tǒng)容量的無線鏈路的支持，而決定無線鏈路傳輸效能的最根本因素在于信道容量。多天線信息理論證明了在無線通信鏈路的收、發(fā)兩端均使用多個天線的通信系統(tǒng)所具有的信道容量將遠遠超越傳統(tǒng)單天線系統(tǒng)信息傳輸能力極限。多天線信息理論為MIMO技術(shù)的發(fā)展提供了堅實的理論基礎(chǔ)，展現(xiàn)了其在高速無線接入系統(tǒng)中的廣闊應(yīng)用前景。

由于多天線技術(shù)在提升峰值速率、系統(tǒng)頻帶利用效率與傳輸可靠性等方面的巨大優(yōu)勢，該技術(shù)目前已廣泛地應(yīng)用于幾乎所有主流的無線接入系統(tǒng)中。對于構(gòu)建在OFDM+MIMO構(gòu)架之上的LTE系統(tǒng)而言，MIMO作為其標(biāo)志性技術(shù)之一，在LTE的幾乎所有發(fā)

展階段都是其最核心的支撐力量之一。MIMO技術(shù)對于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆逯邓俾逝c可靠性、擴展覆蓋、抑制干擾、增加系統(tǒng)容量、提升系統(tǒng)吞吐量都發(fā)揮著重要作用。

MIMO技術(shù)的性能增益來自于多天線信道的空間自由度，因此MIMO維度的擴展一直是該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一個重要方向。隨著數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)與用戶數(shù)量的激增，未來移動通信系統(tǒng)將面臨更大的技術(shù)壓力。在這一技術(shù)發(fā)展背景之下，大規(guī)模天線理論應(yīng)運而生。

根據(jù)概率統(tǒng)計學(xué)原理，當(dāng)基站側(cè)天線數(shù)遠大于用戶天線數(shù)時，基站到各個用戶的信道將趨于正交。這種情況下，用戶間干擾將趨于消失，而巨大的陣列增益將能夠有效地提升每個用戶的信噪比，從而能夠在相同的時頻資源共同調(diào)度更多用戶。

MassiveMIMO技術(shù)理論的出現(xiàn)以及有源天線技術(shù)在商用移動通信系統(tǒng)中應(yīng)用條件的日益成熟，為MIMO維度的進一步擴展奠定了理論和可實現(xiàn)性基礎(chǔ)，為MIMO技術(shù)進一步向著大規(guī)?；?D化方向的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

在實際應(yīng)用中，通過大規(guī)模天線陣列，基站可以在三維空間形成具有高空間分辨能力的高增益窄細波束，能夠提供更靈活的空間復(fù)用能力，改善接收端接收信號并更好地抑制用戶間的干擾，從而實現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量和頻譜利用效率。

大規(guī)模天線技術(shù)的潛在應(yīng)用場景包括：集中式覆蓋、高層建筑、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景、室內(nèi)外熱點以及郊區(qū)、無線回傳鏈路等。此外，以分布式天線的形式構(gòu)建大規(guī)模天線系統(tǒng)也可能成為該技術(shù)的應(yīng)用場景之一。在需要廣域覆蓋的場景，大規(guī)模天線技術(shù)可以利用現(xiàn)有頻段。在熱點覆蓋或回傳鏈路等場景中，則可以考慮使用更高的頻段。由于頻段直接決定了天線系統(tǒng)的尺寸，高頻段的應(yīng)用對于大規(guī)模天線陣列的小型化與實際網(wǎng)絡(luò)部署十分有利。而在高頻段中，也需要大規(guī)模天線系統(tǒng)所提供的高波束增益來彌補傳播環(huán)境中非理想因素的影響?？梢灶A(yù)見的是，大規(guī)模天線技術(shù)在實際應(yīng)用中將會與高頻段技術(shù)緊密結(jié)合。

2 大規(guī)模天線技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化推進進展

MassiveMIMO的理論研究結(jié)論及初步性能評估、驗證結(jié)果為我們描繪出了該技術(shù)在未來移動通信系統(tǒng)中的美好發(fā)展前景。鑒于MassiveMIMO技術(shù)對于提升系統(tǒng)性能的巨大潛力，包括ITU、3GPP、歐盟的METIS、5G-PPP、韓國的5G Forum、我國的IMT-2020（5G）推進組和FuTURE等研究和標(biāo)準(zhǔn)化組織也都將大規(guī)模MIMO技術(shù)作為5G系統(tǒng)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，并紛紛展開了相應(yīng)的研究工作。

需要注意的是，盡管學(xué)術(shù)界已經(jīng)對這一技術(shù)進行了較為廣泛的研究，在MassiveMIMO技術(shù)從理論研究轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)化、實用化的重要轉(zhuǎn)折時期，仍然存在若干關(guān)鍵技術(shù)問題需要進一步深入研究：

（1）MassiveMIMO應(yīng)用場景的研究與建模

MIMO技術(shù)方案的性能增益與應(yīng)用場景和部署環(huán)境具有非常密切的關(guān)系，因此有必要結(jié)合下一代移動通信系統(tǒng)的部署場景與業(yè)務(wù)需求，有針對性地研究MassiveMIMO的適用場景，并對其典型的應(yīng)用場景及信道特性進行信道參數(shù)的測量與建模。這一工作將為MassiveMIMO的天線選型、技術(shù)方案設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)方案制定提供方向性的指引，同時針對典型應(yīng)用場景基于實測的信道參數(shù)建模也將為準(zhǔn)確地構(gòu)建技術(shù)方案評估體系，并準(zhǔn)確地預(yù)測技術(shù)方案在實際應(yīng)用環(huán)境中的性能表現(xiàn)提供了重要依據(jù)。

針對上述問題，3GPP R12中首先完成了針對6GHz以下頻段的3D化的信道及應(yīng)用場景建模工作?；谏鲜隹蚣芗案哳l段信道的實測結(jié)果，R14中對6～100GHz頻段的信道和應(yīng)用場景進行了建模。結(jié)合IMT-2020系統(tǒng)性能評估需求，ITU正在對相關(guān)模型進行進一步擴展和完善。

（2）面向異構(gòu)和密集組網(wǎng)的Massive MIMO組網(wǎng)方案

為了應(yīng)對業(yè)務(wù)需求的迅速發(fā)展，C/U分離、分布式前端/云計算、超蜂窩、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化等新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架隨之出現(xiàn)，而未來移動通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)也逐漸向著異構(gòu)化與密集化的方向發(fā)展。這種情況下，Massive MIMO技術(shù)方案的設(shè)計思路應(yīng)當(dāng)順應(yīng)新型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架與組網(wǎng)方式的發(fā)展趨勢，并與之有機地融合在一起，這樣才能充分地體現(xiàn)出Massive MIMO技術(shù)的性能優(yōu)勢。隨著天線規(guī)模的增大以及新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和組網(wǎng)方式的出現(xiàn)，大規(guī)模天線的多用戶、多小區(qū)調(diào)度和協(xié)作技術(shù)方案將面臨更加復(fù)雜的部署場景、干擾環(huán)境以及更

為復(fù)雜的校準(zhǔn)與能效優(yōu)化問題。而天線規(guī)模的增加對調(diào)度、協(xié)作、校準(zhǔn)以及回程鏈路的設(shè)計都提出了更為嚴(yán)苛的要求。這些都將是MassiveMIMO技術(shù)步入實用化和標(biāo)準(zhǔn)化過程中需要面對的重要問題。

（3）MassiveMIMO物理層關(guān)鍵技術(shù)

天線陣列規(guī)模的增大帶來了可利用空間自由度的大幅度提高，為支持更大的用戶數(shù)量與更高的頻譜利用率創(chuàng)造了有利的條件。然而，MIMO維度的大幅度擴展與用戶數(shù)量的激增也為相應(yīng)的物理層技術(shù)方案設(shè)計提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

●波束賦形技術(shù)：MassiveMIMO的性能增益主要是通過大規(guī)模陣列構(gòu)成的多用戶信道間的準(zhǔn)正交特性保證的。然而，在實際的信道條件中，由于設(shè)備與傳播環(huán)境中的諸多非理想因素的存在，為了獲得穩(wěn)定的多用戶傳輸增益，仍然需要依賴下行發(fā)送與上行接收算法的設(shè)計來有效地抑制用戶間乃至小區(qū)間的同道干擾。而傳輸與檢測算法的計算復(fù)雜度則直接與天線陣列規(guī)模和用戶數(shù)相關(guān)。此外，基于大規(guī)模陣列的預(yù)編碼/波束賦形算法與陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)計成本、功率效率和系統(tǒng)性能都有直接的聯(lián)系。因此針對Massive MIMO的傳輸與檢測方案的計算復(fù)雜度與系統(tǒng)性能的平衡將是該技術(shù)進入實用化的首要問題。

●信道測量與反饋技術(shù)：由于信道狀態(tài)信息測量、反饋及參考信號設(shè)計技術(shù)對于MIMO技術(shù)的重要意義，這一領(lǐng)域歷來都是MIMO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化討論的核心內(nèi)容，針對這一問題的研究、評估驗證和標(biāo)準(zhǔn)化方案設(shè)計對于MassiveMIMO技術(shù)實用化發(fā)展都具有極其重要的意義。

●覆蓋增強技術(shù)以及高速移動解決方案：天線規(guī)模的擴展對于業(yè)務(wù)信道的覆蓋將帶來巨大的增益，但是對于需要對全小區(qū)內(nèi)所有終端進行有效覆蓋的廣播信道而言，則會帶來諸多不利影響。除此之外，MassiveMIMO還需要考慮在高速移動場景下，如何提供信號的可靠的高速率傳的問題。在這種場景下，MassiveMIMO系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是信道信息的劇烈時變性。此時，對信道信息獲取依賴度較低的波束跟蹤和波束拓寬技術(shù)，可以有效利用MassiveMIMO的陣列增益提升數(shù)據(jù)傳輸可靠性和傳輸速率，值得我們進一步探索。

●多用戶調(diào)度與資源管理技術(shù)：MassiveMIMO為無線接入網(wǎng)絡(luò)提供了更精細的空間粒度以及更多的空間自由度，因此基于MassiveMIMO的多用戶調(diào)度技術(shù)、業(yè)務(wù)負載均衡技術(shù)以及資源管理技術(shù)將獲得可觀的性能增益。

（4）大規(guī)模有源陣列天線技術(shù)

MassiveMIMO前端系統(tǒng)從內(nèi)部射頻通道結(jié)構(gòu)上可分為數(shù)字陣和數(shù)?；旌详噧纱箢?。當(dāng)天線數(shù)很大時，采用傳統(tǒng)的全數(shù)字架構(gòu)勢必帶來巨大的復(fù)雜度、功耗以及成本的上升。尤其在高頻段，混合的陣列架構(gòu)將具有很大的應(yīng)用潛力。天線子系統(tǒng)的設(shè)計方案對移動通信系統(tǒng)的構(gòu)架、設(shè)備的尺寸、硬件成本以及網(wǎng)絡(luò)部署都會帶來影響。對于MIMO技術(shù)而言，更是要依賴于天線陣列所帶來的空間自由度，才能展現(xiàn)其性能優(yōu)勢。隨著天線設(shè)計構(gòu)架的演進，AAS技術(shù)的實用化發(fā)展已經(jīng)對移動通信系統(tǒng)的底層設(shè)計及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計思路帶來巨大影響，這一發(fā)展趨勢必將推動MIMO技術(shù)由傳統(tǒng)的針對2D空間的優(yōu)化設(shè)計向著更高維度的空間擴展，并為MassiveMIMO技術(shù)的實際應(yīng)用提供重要的技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模有源陣列天線的構(gòu)架研究、高效、高可靠、小型化、低成本、模塊化收發(fā)組件設(shè)計、高精度檢測與校準(zhǔn)方案設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)問題將直接影響到基于大規(guī)模天線的MassiveMIMO技術(shù)在實際應(yīng)用環(huán)境中的性能與效能，并將成為直接關(guān)系到MassiveMIMO技術(shù)是否能夠最終進入實用化階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在已經(jīng)完成的3GPPR13版本中，3GPP已經(jīng)定義了能夠支持最多16個端口的FD-MIMO方案。R14中則進一步將eFD-MIMO的端口數(shù)提升至32個，并支持非周期CSI-RS、上行DM-RS增強等新技術(shù)方案。上述FD/eFD-MIMO技術(shù)可以被認(rèn)為是MassiveMIMO技術(shù)進入標(biāo)準(zhǔn)化的初級階段。在針對NR（NewRadio）的研究項目中，3GPP正在進一步研究多達256～1024個天線陣子的大規(guī)模天線系統(tǒng)。TDD系統(tǒng)對于大規(guī)模天線的實現(xiàn)具有先天優(yōu)勢，在標(biāo)準(zhǔn)演進中一直是非常重要的技術(shù)方向。除了天線規(guī)模的擴大，NR將會從幀結(jié)構(gòu)、導(dǎo)頻優(yōu)化、反饋機制、波束管理波束掃描、靈活參數(shù)集合設(shè)計等方面持續(xù)擴展大規(guī)模天線技術(shù)方案的功能，以獲得頻譜效率和系統(tǒng)容量的有效提升?？梢灶A(yù)見，這一技術(shù)也將成為R15及其后續(xù)版本標(biāo)準(zhǔn)化過程的熱點。

3 大規(guī)模天線技術(shù)試驗

我國政府對于大規(guī)模天線技術(shù)的研究和推進工作非常重視，陸續(xù)設(shè)立了多項863和國家科技重大專項課題支持相關(guān)工作的展開。2013年成立的IMT-2020（5G）推進組中，專門設(shè)立了大規(guī)模天線技術(shù)專題組，負責(zé)組織企業(yè)和科研院所進行大規(guī)模天線關(guān)鍵技術(shù)研究、系統(tǒng)方案設(shè)計和推進工作。

在上述研究工作基礎(chǔ)之上，工信部制定了我國的5G技術(shù)研發(fā)試驗工作總體規(guī)劃，進一步將大規(guī)模天線技術(shù)等IMT-2020系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)推向?qū)嵱没l(fā)展道路。根據(jù)這一總體規(guī)劃，5G技術(shù)試驗工作將分兩步走：

第一步主要由中國信息通信研究院主導(dǎo)，運營企業(yè)、設(shè)備企業(yè)及科研機構(gòu)共同參與，在2015—2018年期間會分3個階段開展工作：第一階段已在2016年9月基本完成，這一階段主要針對5G的重點關(guān)鍵技術(shù)，對大規(guī)模天線、新型多址、新型多載波、高頻段通信等7項無線關(guān)鍵技術(shù)及4項網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)進行了單點的樣機性能和功能驗證；第二階段將在2016年6月—2017年9月期間展開工作，這一階段將會融合多種關(guān)鍵技術(shù)，開展單基站性能測試；第三階段是2017年6月—2018年10月，這一階段將會對5G系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)性能進行測試，并且對5G典型業(yè)務(wù)進行演示。

2018 —2020 年間，在第一步技術(shù)研發(fā)工作基礎(chǔ)之上，第二步工作將是針對產(chǎn)業(yè)化需求，進行針對產(chǎn)品研發(fā)的試驗驗證。這一步將會由運營商來主導(dǎo)，最終將為5G系統(tǒng)的商用奠定基礎(chǔ)。

在上述計劃中，大規(guī)模天線是大唐在5G第一階段的測試中重點參與的無線技術(shù)。大唐測試采用的5G基站驗證平臺支持業(yè)界規(guī)模最大的256天線有源天線陣列，在3.5GHz頻段的100MHz帶寬上，支持20個數(shù)據(jù)流的并行傳輸，頻譜效率達到4GLTE系統(tǒng)的7～8倍以上。

3.1 5G基站驗證平臺

大唐參與本次測試的5G基站驗證平臺為傳統(tǒng)的宏基站分布式架構(gòu)，即BBU+射頻拉遠單元的設(shè)備形態(tài)。其中，射頻單元AAU為128通道256天線有源天線陣列，射頻工作帶寬支持3.5G頻段200MHz，每通道發(fā)射功率1W，AAU整體發(fā)射功率128W，AAU如圖1所示。

128通道256天線的AAU樣機設(shè)計，可以在保證天線增益的同時，降低天線體積、功耗、成本，更利于后續(xù)大規(guī)模天線陣列的產(chǎn)業(yè)化和實用化。天線陣內(nèi)部以8通道為基本單元，可靈活配置，易于支持雙極化和垂直分裂。大規(guī)模有源天線陣的通道數(shù)量、水平和垂直維度陣元數(shù)量設(shè)計的考慮了如下幾點原則：

（1）有源天線陣列中的陣元分布，以1+1雙極化振子為基本單位，采用水平方向8垂直方向16的數(shù)量分布。

（2）采用128通道/256天線，射頻通道的數(shù)量降低一半，可以大幅度降低有源天線的整體成本。

（3）一個射頻通道驅(qū)動在垂直方向兩個相同極化方向的陣元，考慮是不增加水平方向天線陣列的尺寸。因為一般天線是安裝于鐵塔或樓頂平臺，水平方向空間受限，實際工程安裝有困難。

（4）在垂直方向組陣，可以更好利用天線陣在垂直方向的增益，提高垂直方向的波束掃描能力和空分復(fù)用能力，發(fā)揮大規(guī)模天線的技術(shù)優(yōu)勢。大規(guī)模天線陣元排列情況如圖2所示。

5G基站驗證平臺的基帶處理池BBU的一個機架由多個機框構(gòu)成，每一個機框為一個完整的BBU處理基本單位。單框支持128天線40M的基帶處理能力，多框可靈活擴展聯(lián)合處理200M帶寬，BBU基帶處理池如圖3所示。

BBU基帶處理池包含網(wǎng)絡(luò)處理單元、天線處理單元和流處理單元。其中，網(wǎng)絡(luò)處理單元實現(xiàn)AP、RRC、PDCP、RLC等協(xié)議處理、系統(tǒng)同步和管理功能；流處理單元實現(xiàn)基站側(cè)MAC層調(diào)度和多用戶配對、物理層信道編碼、調(diào)制、預(yù)編碼、上行譯碼等處理功能。天線處理單元實現(xiàn)IFFT/FFT、信道估計、檢測與均衡、多用戶多流波束賦形等處理功能；基帶處理單元采用業(yè)界多核處理器、高性能DSP、大容量FPGA等主流器件。

3.2 大規(guī)模天線測試方案與測試結(jié)果

圖1 256天線AAU

圖2 大規(guī)模天線陣元排列圖

相對于傳統(tǒng)的八天線，大規(guī)模天線測試從驗證場景和技術(shù)方案上都提出了更高要求。為了更加全面地驗證大規(guī)模天線空口能力，需要在驗證場景中充分考慮水平維度和垂直維度的可測性和可觀測性，因此對于測試場地的選取需要兼顧水平角度、垂直高度、信號覆蓋、終端分布以及空間隔離等各方面因素，同時根據(jù)

5G大規(guī)模天線系統(tǒng)的設(shè)計原理，測試結(jié)果會對終端數(shù)量、分布密度和擺放位置有較強的相關(guān)性。

圖3 5G基站驗證平臺示意圖

5G第一階段測試中，大唐在3.5GHz頻段的100MHz信號帶寬上分別完成了實驗室環(huán)境和室外空

口環(huán)境的性能測試?；静捎枚鄼C框多板卡堆疊形式，通過多組光纖與室外AAU系統(tǒng)相連，AAU系統(tǒng)平臺可實現(xiàn)垂直距離手動升降，便于驗證觀察垂直維度信號覆蓋效果。垂直場景測試選擇天線正面面對的大樓建筑4層室外平臺作為立體覆蓋觀測點，使天線對樓前地面、樓側(cè)面地面覆蓋、樓上4層平臺形成完整3D覆蓋模型加以驗證。測試用例主要包括以下幾個方面的性能驗證：

（1）大規(guī)模天線覆蓋下終端的水平維度分布和垂直維度分布的性能驗證如圖4所示。在該測試用例中，多個終端都位于好點（SINR＞15dB），相鄰終端之間間距在2m以上，觀察該場景下大規(guī)模天線系統(tǒng)所能達到的峰值吞吐量。

圖4 水平分布與水平+垂直場景外場測試圖

（2）如圖5所示，對終端分散和密集分布的性能對比驗證。通過對比，觀察大規(guī)模天線系統(tǒng)在終端密集和分散分布時的性能差異。

圖5 密集分布場景外場測試圖

（3）對終端在小區(qū)中均勻分布情況下的性能驗證。按照測試規(guī)范要求，基于終端測量的SINR選擇好點、中點、差點3個位置區(qū)域，10部終端以3：4：3的比例分布放置，觀察此時所能達到的扇區(qū)內(nèi)的系統(tǒng)平均吞吐量。

整個場景驗證測試的驗證數(shù)據(jù)與預(yù)期結(jié)果近似。在室外空口幾乎無外界無線電波干擾的情況下，單用戶雙流的峰值吞吐量為478Mbit/s。所有測試終端都位于信號覆蓋極好點且用戶間距離大于2m以上，10用戶全部水平分布和10用戶水平加垂直立體分布的兩種情況下，測試的總吞吐量都達到了4Gbit/s的結(jié)果。在用戶好中差均勻分布情況下，系統(tǒng)總吞吐量達到2.5Gbit/s。在10個用戶密集分布在20m范圍內(nèi)的好點環(huán)境下，系統(tǒng)總吞吐量達到3Gbit/s的吞吐量，相比分散分布情況下結(jié)果有所降低，符合理論預(yù)期。

通過第一階段的大規(guī)模天線單點技術(shù)測試，驗證了大規(guī)模天線技術(shù)實現(xiàn)了多用戶空分復(fù)用和波束賦形技術(shù)，大幅提升系統(tǒng)頻譜效率和峰值吞吐量，取得了階段性成果，充分證明了大規(guī)模天線是5G最重要的技術(shù)之一。

4 后續(xù)工作展望

大規(guī)模天線技術(shù)為系統(tǒng)頻譜效率、用戶體驗、傳輸可靠性的提升提供了重要保證，同時也為異構(gòu)化、密集化的網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境提供了靈活的干擾控制與協(xié)調(diào)手段。目前，MassiveMIMO理論研究為MIMO技術(shù)的進一步發(fā)展提供了有力支持，數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)飛速發(fā)展則為推動MIMO技術(shù)的繼續(xù)演進提供了強大的內(nèi)在需求，而相關(guān)實現(xiàn)技術(shù)的日漸成熟則為MassiveMIMO技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化提供了必要的條件。隨著一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破以及器件、天線等技術(shù)的進一步發(fā)展，設(shè)備發(fā)射功率、功放效率、設(shè)備體積重量等指標(biāo)將持續(xù)提升以滿足大規(guī)模商用的需求。在上述基礎(chǔ)之上，MassiveMIMO技術(shù)必將在5G系統(tǒng)中發(fā)揮重大作用。

基于前期的技術(shù)研究積累，在工信部5G技術(shù)研發(fā)試驗的總體規(guī)劃下，大唐順利完成了工信部的5G技術(shù)研發(fā)試驗第一階段測試，并正在積極為二階段測試工作的開展進行準(zhǔn)備。5G二階段測試是面向應(yīng)用場景的系統(tǒng)性能驗證測試，其中在最重要的連續(xù)廣覆蓋場景中，大規(guī)模天線技術(shù)是被采用的最主要的關(guān)鍵技術(shù)手段，將結(jié)合新空口新編碼等技術(shù)來滿足系統(tǒng)頻譜效率、用戶峰值速率，系統(tǒng)峰值吞吐量、覆蓋距離等極限

性能指標(biāo)。

上述工作的開展，將進一步有力推動大規(guī)模天線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和實用化發(fā)展，并將為日后的產(chǎn)業(yè)化進程奠定良好基礎(chǔ)。

[1]3GPPTR 36.873.3D Channel Model for LTE.

[2]3GPP TR 38.900.Channel Model for Frequency Spectrum above 6 GHz.

[3]RP-160671.Study on New Radio Access Technology.NTT DOCOMO.

[4]3GPP TR 38.913.Study on Scenarios and Requirements for Next GenerationAccess Technologies.

Large scale antenna technology for IMT-2020

SU Xin,SUN Shaohui,KANG Shaoli,SUN Jinxi,CAI Yuemin

This article from the technical principle,the key technology research and the standardization development situation and so on aspect has carried on the overall summary to the large-scale antenna technology.On this basis, combined with the test work in the first phase the Ministry of research and development of 5G technology to carry out the test,the design scheme of large-scale antenna equipment and the 5G base station platform Datang Telecom Group focus on participation is discussed,test scheme of large-scale antenna technology and the test results are analyzed and explained.Finally,the future research and standard propulsion,equipment development and test verification of large-scale antenna technology are discussed in this paper.

IMT-2020;5G;MIMO;MIMO massive

2016-10-26）