摘要：随着5G的不断研究发展，Massive MIMO成为提升信道容量和网络覆盖的主要技术。本文重点介绍Massive MIMO的发展历程、主要技术以及在5G中的重要性。

关键词：5GMassive MIMO 通信

引言

随着4G网络的普及，但是现今接入设备量激增，难以实现极速无线通信，同时也限制了虚拟现实、高清视频、物联网、公共安全等极速数据传输行业的发展，而4G技术根本无法满足需求。无线通信系统需要更高的数据传输速率和系统容量，所以国内外纷纷加入5G技术的研究。大规模MIMO（Massive MIMO）技术[1]是5G通信的核心技术之一，主要是通过增加基站的天线数，充分利用无线资源，使得系统容量和频率复用效率得到大幅度提高，并且有效的降低网络干扰问题。

一、Massive MIMO的概念及发展历程

1.MIMO的概念

MIMO技术是一种多输入多输出天线技术，最早是由Marconi于1908年提出。它主要是通过在发射端和接收端接入多根天线，来提高通信系统的容量、数据传输速率。MIMO技术一直是近20年来通信领域的主要技术之一。

2.Massive MIMO的发展历程

MIMO技术已经被应用于4G通信，但是4G系统的基站配置天线数较少（一般少于8个），那么MIMO的性能增益受到很大的限制。针对传统MIMO技术的不足，2010年，美国的Marzetta提出了大规模MIMO（Massive MIMO）概念[2]。大规模MIMO技术通过增加基站的天线数，一般有几十、几百根甚至更多天线组成。这样，基站可以实现同时向多用户发送、接收信号，提升网络容量。

二、Massive MIMO的主要技术

Massive MIMO技术的发展中包括多种重要技术，下面主要介绍信道建模、空间复用技术和资源调度技术[3]。

1.信道建模

任何一个无线通信系统都需要明确一个相应的系统模型，来进行性能的评估和比较。然而，Massive MIMO天线的规模比较大。所以，信道模型的建模也越來越具有挑战性。

2.空间复用技术

空间复用技术指的是利用发射端的多个天线发射独立的信号，然后由接收端接收这些混合的信号，采用干扰抑制的解码方式进行解码，再利用不同空间信道独立的衰落特性，区分出这些并行的数据流。这样，可以获取更高的数据传输速率。

3.资源调度

为了提高系统容量，在MIMO天线信息传输时，需要对用户进行天线配对。这样，用户的分组以及基站处天线的选择成为了主要问题。若用户数比较多，需要重点考虑频谱资源的分配等问题。

三、Massive MIMO在5G发展中的必要性

基于频谱资源和天线功率的限制，并且用户位置的随时可移动性，而发射天线和接收天线的增益也不可能无限制增大。所以，只能增加发射天线、接收天线的数量来解决问题，即设计多天线阵。实际应用中，信号穿过建筑物时，损耗也会大大增加。而Massive MIMO可以生成高增益、可调节的波束，可以有效的改善信号覆盖，并很好的减少对周边的干扰。

四、总结

本文主要介绍了Massive MIMO的概念及重要的发展技术，以及其在5G发展中的必要性。Massive MIMO可以大大的提高系统的频谱效率，所以它成为了5G发展中的重要技术，成为全球的研究热点。然而，导频污染一直制约着Massive MIMO的性能，还需要继续不断挑战。

参考文献

[1]李艳苹，正交频分复用系统时频同步算法的研究[D].哈尔滨理工大学，2012

[2]MARZETTA T L.Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas[J].IEEE Transactions on Wireless Communications，2010，9（11）：3590-3600.

[3]汪常娥，5G通信与massive MIMO天线技术研究[J].无线互联科技，2018（7）：3-4.

作者简介：刘华（1990-），女，助教，硕士，研究方向为微带天线技术.