5G Massive MIMO 5G大规模天线系统架构

前言

5g大规模mimo是一个相当复杂的问题话题。涉及的技术很多，让大多数人都很困惑

我相信国内大部分射频的工程师,或者MODEM工程师都不知道发生了什么,这更像是一个术语。我们一直在使用,但很多时候我们不知道它是如何工作的。

我们不知道它带来了什么，是什么复杂性，所以今天我要做的是，我将涵盖将解释什么是大规模mimo，我将介绍实际情况它的理论之外的其他方面，所以在经历了这个之后应该知道什么是大规模mimo。什么是波束形成以及它如何带来所有收益，让我们我们的5g和大规模mimo的开始变得简单。一

mimo

如上图：

2T2R:

2根天线发送,2根天线接受，

mimo-layers=2

如果单天线的速率为75mbs,则采用2T2R速率为75*2=150mbs

应用场景：

郊区，农村人口不是很稠密的地方

4T4R:

4根天线发送,4根天线接受

mimo-layers=4

如果单天线的速率为75mbs,则采用2T2R速率为75*4=300mbs

应用场景：

城市

16T16R:

基站侧

16根天线发送,16根天线接受

但是UE最大依然是4*4

所以UE最大的速率依然是75*4=300mbs

这种也叫massive-mimo,现在可以做到32*32，64*64128*128

最早的WIFI里面出现过SU-MIMO,比如有多个用户连接一个WIFI,只有一个WIFI能使用MIMO技术

应用场景：

高楼密集的场景，体育馆等场景.

基站可以通过日志看到现在是否使用MIMO

二

Beam-Forming机制

Tx天线越小覆盖范围越广

当Tx天线增多，波束变窄，方向性越来越好。2.1

波束形成增益

提高了覆盖范围，因为基站可以控制指定方向的波束，提高了SINR，导致MCS调制方式更高，提高了吞吐量。

如下图：

传统的方式，SISO,2T2R等方式，手机可能处于相邻基站的同频干扰采用MassiveMIMO方式，beam方向性更好，干扰就消失了，CQI更高，网络根据终端上报的CQI等信息分配更高的MCS调制方式，提高了吞吐量。

三

CSI

Feedback

CSI-RS:Channelstateinformationreferencesingals

CSI-IM:

channelstateinformation

interfencesingals

CSI上报CSI给基站，主要包括三个部分

RI,CQI,PMI,最重要的是PMI

其中CQI是通过SINR转换过去的。

PMI决定了在那个波束上发送数据。CRI:

CSI-RS

Resource

Indicatior，信道测量时，如果一个CSI-RSResourceSet包含多个Resource，UE会选取信道质量最好的，通过CRI上报给基站。一般对应的场景是：波束扫描时，UE测量对应不同方向波束的CSI-RS，然后上报信道质量最好的波束上报给基站RI:

Rank

Indicator,也就是信道矩阵的秩，对应能够传输MIMO的层数。PMI:

Precoding

Matrix

Indicator,对应预编码的码本序号(Codebookindex),结合对应层数(由RI指示)来决定使用什么预编码矩阵，比如下表(38.214-Table5.2.2.2.1-1):

四

如何选择beam

终端通过CSI反馈，告诉基站最好的beam。基站则在UE指定的方向上发送数据

其中PMI消息，包括i11,i12,

i11水平坐标：

i12是垂直坐标：

用户在地面上i12=0

用户在楼上i12，比如上图6

4.1

地面移动

从

移动到

从

移动到

其它基站的beam

五

Multi-userMIMO

比如带宽只要100M情况下，有3个终端

SU-MIMO，只有一个能用到MIMO技术，其它的都使用SISO

吞吐量分别为50M,30M,20M

Multi-userMIMO:

用户2-3都使用MIMO，原因是因为两个间隔较远，beam之间不会产生干扰，