在5G通信与天线产业中引入Massive MIMO技术优化网络性能

日前，在由中国通信学会主办，天线系统产业联盟承办的“2020 5G通信与天线产业技术报告会”上，中国电信研究院AI中心高级专家李艳芬表示，为了达成5G业务速率、系统容量和用户体验的要求，需要引入Massive MIMO这一关键技术。

Massive MIMO就是多阵列天线，通过波束赋形和波束管理来实现网络性能的最优。目前Massive MIMO主要部署场景和诉求包括：密集城区局部热点覆盖和吸热，挑战高话务；高楼覆盖，三维立体赋形实现纵深覆盖；大型场馆、集会，挑战大容量和高密人群。

李艳芬指出，在对5G网络优化的过程中，由于5G Massive MIMO广播波束的波束个数、波束层数以及波束的水平宽度、垂直宽度、方位角、电倾角等参数众多，另外目前主系统设备厂商在网管的配置差别较大，都增加了一线运维人员的难度和复杂度。

因而需要引入AI技术，通过场景快速识别、自学习，适应灵活调整广播权值，达到最优的覆盖效果和性能增益，同时实现快速智能网规和网优，减少时间和人力。另外，在节能控制方面，根据混合覆盖场景下话务潮汐现象，提出基于业务变化的基站节能控制要求。此外，根据用户位置和分布，自适应波束赋形，提供更佳的用户体验。

针对Massive MIMO能耗问题，李艳芬表示，5G AAU能耗大幅增加，如果LTE每天线30W，理论计算4G每基站每年用电量达3000多度，而按照AAU 200W，理论计算5G每基站每年电量达到2万多度。目前降低能耗的方案主要包括，功放PA方面，进行新材料创新；芯片方面，提升集成度、工艺；散热方面，引入新材料，新结构设计；算法方面，通过系统侧的AI节能算法，智能关断。

此外，李艳芬表示，Massive MIMO天线数目的增多为传播信道提供了更多的复用增益和分集增益，使得系统在下行方向的数据速率、链路可靠性和覆盖上拥有更好的性能。但是终端发射功率限制了5G上行覆盖，为此中国电信在3GPP R16牵头超级上行，通过载波聚合以及上行链路增强技术，实现5G高低频协同组网。

也正是基于4G/5G协同发展、5G多频组网、智简天面架构的演进趋势，5G宏站天线应向着小型化、多频化、集成化、智能化方向发展。目前现网主要部署了两种形态的天线，一种是3.5GHz AAU一副天线+其他低频一副天线；另一种是A+P一体化天线。这也为天线厂家设计带来挑战，主要是天线规格和指标间的冲突。

与此同时，5G天线设计还面临场景化的需求，针对大型场馆，天线需要做到精准覆盖，快速扩容。针对高铁场景，目前的覆盖方案主要是沿线广覆盖+车载模式，天线需要满足多频化、高阶8TR、智能化的管理。针对线状公路，龙伯透镜天线具备应用潜力。

最后，李艳芬指出，5G时代现网为有源天线和无源天线共存，无源设备主动检测、诊断并及时定位仍然是关键问题。

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