降低能耗！5G Massive MIMO 的“挑战”与“应用关键”在哪里？

中兴通讯发布《5G Massive MIMO网络应用白皮书》，针对5G网络发展必经的三个阶段，从全场景覆盖，到全空间体验，再到全价值挖掘，给出了Massive MIMO在各阶段的关键技术点，并提出依托数字孪生技术实现未来网络智能进化。

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Massive MIMO，即大规模天线技术，是第五代移动通信（5G）中提升网络覆盖、用户体验、系统容量的核心技术。

Massive MIMO技术，与传统设备的 2 天线、4 天线、8 天线相比，采用 Massive MIMO 技术的通道数可达 32 或者 64，天线阵子数可做到 192、512 甚至更高，其增益大大超越传统设备。成为5G网络核心技术，在网络各个发展阶段发挥重要作用。

与此同时，传统设备在做覆盖规划时，主要关注和满足水平方向覆盖，信号辐射形状是二维电磁波束，而 Massive MIMO 在水平维度空间覆盖基础上增加垂直维度空间的覆盖，信号辐射形状是灵活的三维电磁波束。

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该白皮书给出了Massive MIMO在5G三阶段发展中的核心关键技术：在全场景覆盖阶段，通过多波束与波束赋形图（a），奠定更优的覆盖基础；在全空间体验阶段，SU-MIMO与场景化算法增强图（b），可以实现随时随地的最佳用户体验；在全价值挖掘阶段，MU-MIMO与多用户多流配对关键算法图（c），实现系统容量、体验、能耗等b全维度价值最大化。

图（a）

图（b）

图（c）

所以 Massive MIMO 能深度挖掘空间维度资源，使得基站覆盖范围内的多个用户在同一时频资源上利用大规模天线提供的空间自由度与基站同时进行通信，提升频谱资源在多个用户之间的复用能力，从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅提高网络容量。

Massive MIMO 技术于 Pre5G 时代引入移动通信网络，目前随着全球 5G 网络的部署，得到了规模且广泛的应用。

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针对Massive MIMO技术引入后，无线网络由二维空间演进到三维立体空间，网络规模与复杂度日益增大的问题。

该白皮书提出了数字孪生技术加以解决，通过将物理世界中的网络各类行为提取出来用于精准建模与自动化评估，得到最优解，然后将虚拟世界中得到的最优解，快速形成可应用于物理世界的服务方案，通过虚拟世界与物理世界的交互达到网络快速迭代与进化。

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展望未来，扩展可用频谱将成为网络发展的必然方向。3GPP已经将5G系统频段扩展到6~100GHz的毫米波频段，在这个频率范围中，还有大量连续的空闲频段可使用，无线信号的覆盖更有挑战性。

这就需要在复杂度、成本、功耗等因素的制约下，利用 Massive MIMO 形成高指向性、高增益的波束，来克服信号传输中的诸多非理想因素，保证覆盖距离和传输质量。

不断丰富的业务类型也对网络提出了更高的性能指标要求。Massive MIMO 已在 5G网络中大规模使用，并不断与新技术结合，必将成为推动网络持续长期演进的关键动因。

报告内容如下：

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编辑 | 赵   清

校对 | 李   子

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