论文总字数：18160字

摘 要

移动通讯技术在21世纪的快速发展正式推动了第5代移动通信 (5G)网络实现商业化应用。在5G技术的发展过程中属于一项核心技术,其能够体现出容量大、覆盖范围非常广的一些特征，而且在实际应用过程中能够体现出极强的抗干扰能力.在介绍Massive MIMO技术及波束赋形的基础上，对Massive MIMO设备形态进行分析，结合用户需求、技术特点、设备特征等，提出分场景部署，利用多种设备形态构造立体分层次网络,打造低成本优质5G精品网络的方法。

关键词：5G；Massive MIMO；覆盖

Abstract

With the development of mobile communication technology, the fifth-generation mobile communication (5G) network is officially commercialized and built on a large scale. As a key technology of 5G, Massive MIMO technology has the advantages of large system capacity, wide coverage and strong anti-interference ability. Based on the introduction of Massive MIMO technology and beamforming, the morphology of Massive MIMO equipment is analyzed and combined with users Requirements, technical characteristics, equipment characteristics, etc., propose a method of scenario deployment, using multiple equipment forms to construct a three-dimensional hierarchical network, and create a low-cost, high-quality 5G boutique network.

Key word: 5G；Massive MIMO；cover

目录

第一章 引言 1

1.1 论述 2

1.2 论文研究背景 2

第二章 4

2.1 Massive MIMO 概述 4

2.1.1 什么是Massive MIMO 4

2.1.2 Massive MIMO优点 4

2.1.3 5G为什么要用Massive MIMO 5

2.2 实现多天线Massive MIMO 7

2.2.1 振子怎样组成天线/天线阵列 7

2.2.2 天线数和通道数的联系 10

第三章 12

3.1 波束管理目的及引入 12

3.1.1 波束赋型 12

3.1.2 Massive MIMO增益 13

3.1.3 Massive MIMO三维赋形波束实现覆盖增益 13

第四章 14

4.1 下行波束赋型流程 14

4.1.1 下行波束赋型-通道校正 14

4.1.2 下行波束赋型-权值计算 15

4.1.3 下行波束赋型-赋型 15

4.2 Massive MIMO关键技术 16

4.2.1 波束管理概述 16

4.2.2 赋形波束管理与权值 16

4.2.3 低频波束管理 17

4.2.4 波束下倾角配置 19

第五章 20

5.1 Massive MIMO 商用进展 20

5.1.1 中兴 20

5.1.2 华为 21

5.1.3实际情况验证结果 22

5.1.4总结 25

感 谢 26

参考文献 27

第一章 引言

高效的信息传输自人类诞生开始就一直都是人类始终追求的目标。最初的信息传递是以文字为主要载体，逐步发展到印刷术，在现代出现了信号塔和无线电技术，并逐步出现了电话以及移动互联网，在现代信息技术的支撑下，信息传播速度得到极大提升，而且整个社会通讯方式也在传播模式的不断更新下发生了质的改变。5G就是最新的移动通信浪潮中现阶段进展。

此外，在现代信息社会下人们对于信息网络的品质和数据需求都呈现出急剧增加的模式，尤其是针对能够实现无线传输的数据传输模式，其中最为典型的属于高清电话会议、虚拟现实游戏等，这种海量信息的传输过程中对于网络容量的要求极为严格。而随着“关键型任务机器通信” 的出现，通信可靠性和通信过程中产生的时延问题受到了巨大挑战，目前在车辆通信和工业自动化中该类应用得到了充分体现。与传统模式下的4G网络系统策略教育，1000倍系统容量和毫秒级第一时延逐渐成为了未来无线通信发展的共同基础。

在通信需求不断集资的情况下，面临着资源紧缺的现状，如何才能够让信息爆炸时代下底层速率的需求得到充分满足，如何才能够构建起面向全社会的高速信息管道？这些问题在5G通信技术出现后都得到了有效解决，本质上指的是第5代无线通信技术，该技术是在模拟通信以及后续三代 LTE系统逐步发展之后，人类正式进入了一个通信的巅峰时期。

一个创新体系的出现代表着时代的革新，其中也必然会涉及到更多的创新元素，5G技术的出现也遵循这一规律。在5G技术中通过对大规模天线列阵的应用不仅能够讲网络容量和用户体验得到大幅度提升，而且对于整个通信行业的发展也会产生深刻的影响，高清电影一分钟下载的时代即将来临。

目前在全球范围内5G技术都在实现快速发展，而且世界各国的电信运营商先后面向社会宣告了5G技术的商业应用。根据gsa的相关数据统计发现，目前全球范围内128个国家和地区等总共397家运营商在5G技术方面不断加大投资，而且成功推出达到3gpp标准的5G服务国家已经达到44个，涉及的运营商数量为101家，而面向家庭推出的5G FAWA或者是家庭宽带服务运营商数量已经达到了37家。

在5G技术的商业应用过程中大规模天线技术属于一项核心技术，也受到了社会各界的广泛关注；在4G通讯技术中技术其实已经开展了部分研究和实现，至今为止该技术已经逐步趋于成熟，天线在4G通信中设置的数量仍然较少，通常情况下是4个或者是8个天线，在此情况下导致4G网络的通信容量也会受到限制。基于4G技术基础之上5G提出了规模化应用的概念，在5G技术中配备了成百的天线，因此5 G通信技术的通信容量从理论程度上没有上限。

规模化应用的优势分析：

1.能够极大地提升通讯容量。现在的规模化应用能够充分体现出波束空间复用的特征，在频率相同的情况下，利用不同地理位置面向不同中段同时进行通信，进而使得通信的频谱频率得到极大的拓展。

2.在进一步拓展覆盖范围的效率。通常情况下，通信覆盖范围与通信设备功耗之间呈现出正比例关系，例如在4G无线网络中，由于其配备的贴现数量相对较小，因此实际产生的增益效果也相对较小，只能够针对局部范围通信给予满足，而且需要配备功率相对较高的射频组件，而且必须要相应配置散热设备，在通信过程中会产生极大功耗。而技术的规模化应用天线使用数量极大提升，也能明显提升增益效果。

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