5G Massive MIMO 网络应用白皮书 表目录图目录Massive MIMO 在5G网络部署中面临的挑战 阶段一：全场景覆盖 阶段二：全空间体验 阶段三：全价值挖掘Massive MIMO 是第五代移动通信的核心技术 Massive MIMO 支持 5G网络持续发展 多波束与波束赋形，奠定更优的覆盖基础 SU-MIMO 与场景化算法增强，实现随时随地的最佳用户体验 MU-MIMO 与多用户多流配对算法，实现系统容量最大化03 03 04 05 08 09050201 缩略语 Massive MIMO 依托数字孪生，实现物理 网络的智能价值进化总结与展望 1113 14 图 2-1 5G 网络发展各阶段与部署目标 图2-2 5G 网络典型覆盖场景 图 3-1 4G 广播信道与 5G SSB 对比 图 3-2 全场景立体覆盖方案示意图 图 3-3 SSB 天线权值智能优化流程 图 4-1 数字孪生网络与物理网络的映射模型 02 03 05 06 07 12 表 2-1 5G 网络发展各阶段特点 /挑战 /技术关键点总结表 0401Massive MIMO， 即大规模天线技术， 是第五代移动通信 （5G） 中提升网络覆盖、 用户体验、 系统容量的核心技术。 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。与此同时，传统设备在做覆盖规划时，主要关注和满足 水平方向覆盖，信号辐射形状是二维电磁波束，而 Massive MIMO 在水平维度空间覆盖基础上增加垂直维度空 间的覆盖，信号辐射形状是灵活的三维电磁波束。所以 Massive MIMO 能深度挖掘空间维度资源，使得基站覆 盖范围内的多个用户在同一时频资源上利用大规模天线提供的空间自由度与基站同时进行通信，提升频谱资源 在多个用户之间的复用能力，从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅提高网络容量。 Massive MIMO 技术于 Pre5G 时代引入移动通信网络，目前随着全球 5G网络的部署，得到了规模且广泛的应用。Massive MIMO 是第五代移动通信的核心技术 02Massive MIMO 技术对系统容量的提升效果显著， 但在实际网络部署中，依然有不少需要解决的 问题。 以同步与广播信道 (SSB) 配置为例， SSB决定了 网络的基础覆盖性能。 4G广播信道以一个固 定的宽波束发送，其覆盖范围基本不会再变。 而5G SSB 根据帧结构的不同，最多可配置 7个 （2.5ms 帧结构）或者 8个（5ms 帧结构）。 SSB数量的增加带来配置的灵活性，既可水平 多波束配置，也可水平 +垂直波束组合。各个 波束可灵活配置不同的宽度和高度，这使得 5G SSB波束的配置能支持丰富的场景，更精准地匹 配差异化的覆盖需求。然而灵活度的增加也带 来配置复杂度的大幅增加， 5G SSB 波束的权值 配置组合高达上万种。如何在上万种权值中快 速准确地找到最适合当前场景的配置且能随着 场景和用户行为模式的变化而快速精准匹配， 是一个巨大的挑战。 基于大规模天线阵列构成的多用户信道间的准正 交特性， Massive MIMO 可通过空分复用方式大 幅提升网络容量。由于无线信道传播的复杂性、 用户分布与业务的随机性，基站侧需要设计出性 能优越的下行发送与上行接收算法，以获得稳定 的多用户空分复用增益与抗干扰性能。在给定的 天线数目下， Massive MIMO 算法复杂度随着用 户数与 MU-MIMO 最大复用层数的增加而迅速增 加，成为影响容量的关键挑战之一。 参考全球 5G网络的推进节奏和建设目标，结合 Massive MIMO 要应对的技术挑战， 5G网络的发展可分为三个阶段，如下图所示。 图 2-1 5G 网络发展各阶段与部署目标Massive MIMO 在5G网络部署中面临的挑战