5G Massive MIMO系统架构及测试技术 .pdf
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1、本文档仅用于通信从业者学习交流1.引言Massive MIMO(大规模天线)技术是 4.5G/5G 的关键技术之一,全球通信业者对Massive MIMO技术都非常关注。中国移动和日本软银已经开展了TD-LTEMassive MIMO 技术。中国联通、中国电信、Telkomsel 等运营商完成了 FDDMassive MIMO 外场测试。我国 5G 第一阶段试验中 Massive MIMO 被作为关键技术,且有华为、中兴、爱立信等 5 家厂商参与试验。3GPP 从 R13 版本开始已经将支持 Massive MIMO 作为重要特性之一。Massive MIMO 技术,在基站收发信机上使用大数量
2、(如 64/128/256 等)的阵列天线实现了更大的无线数据流量和连接可靠性。相比于以前的单/双极化天线及 4/8 通道天线,大规模天线技术能够通过不同的维度(空域、时域、频域、极化域等)提升频谱和能量的利用效率;3D 赋形和信道预估技术可以自适应地调整各天线阵子的相位和功率,显著提高系统的波束指向准确性,将信号强度集中于特定指向区域和特定用户群,在增强用户信号的同时可以显著降低小区内自干扰、邻区干扰,是提升用户信号载干比的绝佳技术。如何评价 Massive MIMO 技术,采用什么样的测试指标和测试方法,怎样公平且高效的衡量 Massive MIMO 技术?这也是当前通信科技业者十分关心问
3、题。2.Massive MIMO 系统架构本文档仅用于通信从业者学习交流支持 Massive MIMO 的有源天线基站架构以三个主要功能模块为代表:射频收发单元阵列,射频分配网络和多天线阵列。射频收发单元阵列包含多个发射单元和接收单元。发射单元获得基带输入并提供射频发送输出,射频发送输出将通过射频分配网络分配到天线阵列,接收单元执行与发射单元操作相反的工作。RDN 将输出信号分配到相应天线路径和天线单元,并将天线的输入信号分配到相反的方向。RDN 可包括在发射单元(或接收单元)和无源天线阵列之间简单的一对一的映射。在这种情况下,射频分配网络将是一个逻辑实体但未必是一个物理实体。天线阵列可包括各
4、种实现和配置,如极化、空间分离等。射频收发单元阵列、射频分配网络和天线阵列的物理位置有可能不同于下图逻辑表示,取决于实现。图 1 支持 MassiveMIMO 的有源天线基站架构3.Massive MIMO 测试技术3.1 天线系统的演进对测试技术的挑战本文档仅用于通信从业者学习交流随着天线系统向现代化的发展,尤其是 5G 的演进,一体化的基站有源天线系统(AAS)形态逐渐成为主流,通道数越来越多,有源天线连接方式也会简化,RU 和天线高度集成,射频指标不再局限于传统的 RU 传导测试,OTA 测试将成为未来测试演进的方向,同时也将带来极大的测试挑战。表 1 天线系统的演进对测试技术的挑战天线
5、系统类型 天线系统特点 测试方式 是否支持传导测试 测试挑战RRU+天线 1、天线与 RRU 相互分离,天线与基站的设计制造可相对独立;2、RF 性能要求在基站天线端口定义,通过标准接口进行传导 RF 测试;3、未考虑天线对 RF 性能的影响4、天线作为网络配套设备,主要考察 Pattern 和电路性能。 RRU 和天线独立测试 是 成熟基站型态,测试技术成熟,无挑战。一体化 1、天线和 RRU 一体化集成,非标准接口连接,天线设计需要与RF 模块设计同步; 一体化测试+分体测试 是,接口非标准 1、传导测试接口非标准,RRU RF 指标无法反映一体化有本文档仅用于通信从业者学习交流有源天线
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