5G Massive MIMO系统架构及测试技术.docx
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1、5G Massive MIMO系统架构及测试技术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-LTE Massive MIMO技术。中国联通、中国电信、Telkomsel等运营商完成了 FDD Massive 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题。
3、2、Massive MIMO 系统架构支持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。天线阵列可包括各种实现和配置,如极化、空间分离等
4、。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。J.J J第仁真元倦外;射般正网络天发防为图1、支持Massive MIMO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系统类型天线系统特点测试方式是
5、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 有源天线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;2、天线口较少,RF性能 要求可在天线口定义,测 试比较繁琐;3、主要指标传导测试,增一体化测试+ 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
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