5G Massive MIMO 5G大規(guī)模天線系統(tǒng)架構(gòu)

前言

5g大規(guī)模mimo是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題話題。涉及的技術(shù)很多，讓大多數(shù)人都很困惑

我相信國(guó)內(nèi)大部分射頻的工程師,或者M(jìn)ODEM工程師都不知道發(fā)生了什么,這更像是一個(gè)術(shù)語(yǔ)。我們一直在使用,但很多時(shí)候我們不知道它是如何工作的。

我們不知道它帶來了什么，是什么復(fù)雜性，所以今天我要做的是，我將涵蓋將解釋什么是大規(guī)模mimo，我將介紹實(shí)際情況它的理論之外的其他方面，所以在經(jīng)歷了這個(gè)之后應(yīng)該知道什么是大規(guī)模mimo。什么是波束形成以及它如何帶來所有收益，讓我們我們的5g和大規(guī)模mimo的開始變得簡(jiǎn)單。一

mimo

如上圖：

2T2R:

2根天線發(fā)送,2根天線接受，

mimo-layers=2

如果單天線的速率為75mbs,則采用2T2R速率為75*2=150mbs

應(yīng)用場(chǎng)景：

郊區(qū)，農(nóng)村人口不是很稠密的地方

4T4R:

4根天線發(fā)送,4根天線接受

mimo-layers=4

如果單天線的速率為75mbs,則采用2T2R速率為75*4=300mbs

應(yīng)用場(chǎng)景：

城市

16T16R:

基站側(cè)

16根天線發(fā)送,16根天線接受

但是UE最大依然是4*4

所以UE最大的速率依然是75*4=300mbs

這種也叫massive-mimo,現(xiàn)在可以做到32*32，64*64128*128

最早的WIFI里面出現(xiàn)過SU-MIMO,比如有多個(gè)用戶連接一個(gè)WIFI,只有一個(gè)WIFI能使用MIMO技術(shù)

應(yīng)用場(chǎng)景：

高樓密集的場(chǎng)景，體育館等場(chǎng)景.

基站可以通過日志看到現(xiàn)在是否使用MIMO

二

Beam-Forming機(jī)制

Tx天線越小覆蓋范圍越廣

當(dāng)Tx天線增多，波束變窄，方向性越來越好。2.1

波束形成增益

提高了覆蓋范圍，因?yàn)榛究梢钥刂浦付ǚ较虻牟ㄊ?，提高了SINR，導(dǎo)致MCS調(diào)制方式更高，提高了吞吐量。

如下圖：

傳統(tǒng)的方式，SISO,2T2R等方式，手機(jī)可能處于相鄰基站的同頻干擾采用MassiveMIMO方式，beam方向性更好，干擾就消失了，CQI更高，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)終端上報(bào)的CQI等信息分配更高的MCS調(diào)制方式，提高了吞吐量。

三

CSI

Feedback

CSI-RS:Channelstateinformationreferencesingals

CSI-IM:

channelstateinformation

interfencesingals

CSI上報(bào)CSI給基站，主要包括三個(gè)部分

RI,CQI,PMI,最重要的是PMI

其中CQI是通過SINR轉(zhuǎn)換過去的。

PMI決定了在那個(gè)波束上發(fā)送數(shù)據(jù)。CRI:

CSI-RS

Resource

Indicatior，信道測(cè)量時(shí)，如果一個(gè)CSI-RSResourceSet包含多個(gè)Resource，UE會(huì)選取信道質(zhì)量最好的，通過CRI上報(bào)給基站。一般對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景是：波束掃描時(shí)，UE測(cè)量對(duì)應(yīng)不同方向波束的CSI-RS，然后上報(bào)信道質(zhì)量最好的波束上報(bào)給基站RI:

Rank

Indicator,也就是信道矩陣的秩，對(duì)應(yīng)能夠傳輸MIMO的層數(shù)。PMI:

Precoding

Matrix

Indicator,對(duì)應(yīng)預(yù)編碼的碼本序號(hào)(Codebookindex),結(jié)合對(duì)應(yīng)層數(shù)(由RI指示)來決定使用什么預(yù)編碼矩陣，比如下表(38.214-Table5.2.2.2.1-1):

四

如何選擇beam

終端通過CSI反饋，告訴基站最好的beam?；緞t在UE指定的方向上發(fā)送數(shù)據(jù)

其中PMI消息，包括i11,i12,

i11水平坐標(biāo)：

i12是垂直坐標(biāo)：

用戶在地面上i12=0

用戶在樓上i12，比如上圖6

4.1

地面移動(dòng)

從

移動(dòng)到

從

移動(dòng)到

其它基站的beam

五

Multi-userMIMO

比如帶寬只要100M情況下，有3個(gè)終端

SU-MIMO，只有一個(gè)能用到MIMO技術(shù)，其它的都使用SISO

吞吐量分別為50M,30M,20M

Multi-userMIMO:

用戶2-3都使用MIMO，原因是因?yàn)閮蓚€(gè)間隔較遠(yuǎn)，beam之間不會(huì)產(chǎn)生干擾，