5G|超大规模天线还能给5G带来什么？

回看无线电通信技术，从1895年意大利科学家马可尼向大洋彼岸拍出第一封无线电报以来，其已经走过了120多个年头，在社会生活、航空航天、军事等领域发挥了无可替代的作用。而与普通人贴近的移动通信，则给我们的生活与工作带来了极大的便利，如今的人类完全无法想象没有网络的生活会是什么样子。
在移动通信网络中，整个系统最前端关键的部分——天线，也从未停下升级的脚步。天线承载着通信系统收发信号的重要作用，所有通信数据都需要通过天线来进行传输，因此天线性能的好坏直接影响着整个无线通信系统的性能。天线的发展也从最初的全向天线、单频单通道，到现在的多频多通道、大规模天线技术等。

随着信息化、数字化、大数据的不断进展，天线技术的发展也有了更高的要求，通信系统不断向更高的频段，更大的带宽进行发展。为了应对逐渐复杂的场景变化，比如楼宇内信号差情形，广域的高通信质量需求等，大规模天线技术的需求不断叠加。很多读者可能不太了解大规模天线技术是什么，它给产业带来了什么价值，和5G又有什么关系，以及未来会有什么趋势变化。我们今天就就着这些话题一起探讨一下。
Massive MIMO技术价值几何？
在讨论大规模天线技术以及带给产业的价值前，先来简单介绍下大规模天线技术（Massive MIMO）的含义。在基站中采用大规模的天线阵列被称为Massive MIMO ，为了便于理解，我们从区别传统设备的角度来剖析，大规模天线技术主要有两个关键的变化：
1.天线数列的变化。与传统设备的2天线、4天线、8天线相比，采用Massive MIMO技术的通道数可达32或者64 ，天线阵子数可做到192、512甚至更高，其增益大大超越传统设备。
2.信号覆盖的维度方面。从之前只能水平方向的移动，转变为水平方向和垂直空域的移动，信号的辐射呈电磁波束。

Massive MIMO这个技术的功能主要是用来提升网络覆盖、用户体验、系统容量的作用，目前该技术在无线通信领域已经得到了广泛的应用，比如4G时代人们日常生活中主要用的通信网络和Wi-Fi热点。从理论上来看天线的数量对通信系统的频率效率，传输速率，可靠性都有直接的影响。为了保证通信服务质量，通信基站会配备了大量的天线，用于提高通信频谱的效率。而采用Massive MIMO技术可以使通信波数集中在规划的范围内，有效避免信号在不同区域之间的干扰问题，降低通信的传输功率。从应用场景的角度来描述的话，大规模天线技术的价值主要包括：
1.在城区覆盖的场景中，比如在城市环境中的写字楼，用户在空间上立体分布，人员密集但是分布比较分散。传统设备因为墙体的损耗，网络的覆盖相对比较差，大规模天线技术可以在这类场景中满足高质量的数据传输需求，极大地提升了城市用户的移动网络体验。
2. 局部热点方面，主要针对的是大型赛事、演唱会、商场、露天集会、交通枢纽等用户密度高的区域。这些地方干扰多、地形复杂，人员流动分散，整体的传输数据量大，大规模天线技术可以为其提供高质量数据传输的服务，带给用户网上冲浪的快感。
3. 郊区覆盖与无线回传的场景中，郊区覆盖主要解决偏远地区的无线传输问题，无线回传主要解决基站之间的数据传输问题，特别是宏站与Small Cell之间的数据传输问题。