刘芫健，朱古月，李双德，孙湘琛，姚 琳

(南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院，江苏 南京 210023)

目前，无线网络接入设备数量激增，各种无线服务蓬勃发展。通信系统设计也迎来了新的机遇和挑战。例如，无人驾驶汽车需要满足低延迟和高可靠性的要求，而高清晰度视频等娱乐应用需要超高传输速率来实现。如何满足“万物互联、万物智能”时代下的通信需求，构建高速的信息传播渠道，5G给了人们一种很好的解决办法。5G采用高频段载波和巨大的带宽，具备高度集成性，支持高速率覆盖和无缝用户体验［1］。

具体而言，5G区域移动数据总流量是4G系统的1 000倍，用户速率增加100倍，设备数目增加100倍，网络能耗降低了10倍，端到端时延降低了5倍［2］。为达到上述通信指标，毫米波通信、5G超密集组网技术、大规模多输入多输出（Massive Multiple-Input Multiple-Output，Massive MIMO）等技术的融合成为了研究热点。超密集组网采用宏基站、微基站结合的模式，增加了单个区域的网络节点；毫米波频段具有30～300 GHz的可用带宽，波长短便于设备小型化，适合短距离通信，降低相邻小区的干扰；Massive MIMO技术采用巨大的天线阵列，深度利用空间维度的无线频谱资源，利用高增益定向波束，能够降低端到端时延。

作为5G的关键技术之一，Massive MIMO技术在基站侧配置成百上千的天线，能够同时支持大量低功耗的无线网络设备接入［3］。在理想传播条件下，当天线数目趋于无穷大时，信道矩阵呈现出渐近正交性，能够有效削弱快衰落以及非相关噪声的影响。……