张叶江，杨晓康，张 婧，尹以雁

（中国移动通信集团云南有限公司无线优化中心，云南 昆明 650041）

0 引言

5G技术是新一代移动通信技术，其5G峰值速率超过10Gb/s，用户体验速率可达到100Mb/s，空中接口控制面时延在1 ms左右，频谱效率要比4G提升10倍以上[1-2]。与前几代移动通信技术相比，5G无线频段较高，基站信号在空间传播损耗较大，且其绕射能力差，难以满足室内深度覆盖[3]。因此，需要一种新的天线解决方案，以改善基站覆盖性能和容量能力， Massive MIMO技术就是一种有效的解决方案。

1 Massive M IMO技术原理

1948年，克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）在《通讯的数学原理》中提出了著名的香农定理C=B log2（1+S/N）。香农定理表明提高通信系统的工作带宽、增加天线发射功率及降低系统噪声功率，都能提升系统信道容量[4]。其中，多天线技术可以充分利用空间维度资源，成倍提升系统信道容量。多天线场景下信道容量表达式为C=min（m，n）B log2（1+S/N），min（m，n）为信道模型秩的最大值，取发射天线数量m和接收天线数量n中的最小值。MIMO（Multiple Input Multiple Output，多进多出）是多天线技术的主要形式， MIMO系统利用多径效应提升通信系统的容量[5]。

2010年，Marzetta提 出 大 规 模MIMO（Massive MIMO）理论。Massive MIMO天线数量扩增至64 天线，并增加了垂直波束，与波束赋形相结合，具有覆盖性能强、频谱效率高、网络容量大、小区干扰小等优势[6-7]。采用Massive MIMO技术，天线在不同Pattern配置下拥有不同的水平波瓣角、垂直波瓣角、方向角和下倾角，就会得到不同形态的波束，从而可以实现道路、高楼、广场等各类不同的场景用不同的广播波束进行覆盖，达到最佳的覆盖效果。……