Massive MIMO和波束赋形: 5G流行词背后的信号处理

作者:Claire Masterson

简介

我们对高速移动数据的渴求是无止境的。可是在城市环境中可用RF频谱已经饱和,显然需要提高基站收发数据的频谱利用率。基站包含大量天线,因此,提升基站频谱效率的一种方案是通过这些天线实现同一频率资源与多台空间上分离的用户终端同时通信,并利用多径传输。这种技术常被称为massive MIMO(大规模多入多出)。您可能听到过massive MIMO被描述为大量天线的波束赋形。随之而来的问题是:何谓波束赋形?

波束赋形与Massive MIMO的关系

不同的人对于波束赋形这个词有着不同的理解。波束赋形是指根据特定场景自适应的调整天线阵列的辐射图。在蜂窝通信中,许多人认为波束赋形是将天线功率主瓣指向用户,如图1所示。调整各天线收发单元幅度和相位,使得天线阵列在特定方向上的发射/接收信号相干叠加,而其他方向的信号则相互抵消。一般不考虑阵列和用户所处的空间环境。这是波束赋形,不过只是它的一种特别实现。

图1. 传统波束赋形

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