5G十大关键技术之六的大规模多入多出

笔者在描述5G的十大关键技术时，列举了其中一个关键技术是：大规模多入多出（Massive MIMO）。

在讨论大规模多入多出技术之前，我们有必要知道它的工作原理，以及5G移动通信系统主要面向哪些应用场景来实现大规模多入多出技术。

我们首先来讨论一下多入多出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）技术。多入多出技术是指在发射机和接收机中采用多根收发天线收发信号，在不增加无线频谱资源和天线发射功率的情况下，成倍提升移动通信系统容量和改善信号接收灵敏度（虽然光纤通信系统中亦有MIMO技术，但和本次讨论的主题不同，此处不作赘述）。

5G时代来临后，随着移动终端数量和业务种类的飞速增长，必须要解决移动通信系统中收发信号的容量限制问题；而大规模多入多出技术作为一种有效解决方案，支持在基站收发信机上使用大量天线（一般超过64根）进行大数据流量的无线信号可靠传输，根本上改变了现有的基站收发信机中最多支持8根天线实现扇形拓扑传输的方式。通过部署大规模多入多出天线阵列可实现上下行更有效的空分复用（SDM）；还可以将基站发射机中的无线信号能量汇聚至目标移动终端上，从而降低电磁波辐射功率，减轻了不同用户间的无线信号干扰。

如下图所示，实际应用过程中，我们有时候也考虑使用三维大规模多入多出（3D MIMO）天线阵列来提升无线信号收发质量；必须指出的是，三维大规模多入多出技术也是一种有效的大规模多入多出技术，其特征是：除了调节天线水平维度的角度外，引入了垂直维度的角度调节机制，能进一步增强空分复用的效率，提升小区无线信号通信容量。

据华强微电子报道，是德科技（中国）有限公司华南区总经理Franklin So曾经讲过：“根据运营商的测试结果，6GHz 以下的Massive MIMO基站应对增强覆盖、提升容量方面有显著的作用。装备毫米波技术的基站普遍采用通过Massive MIMO 天线的波束赋形技术，以克服电磁波传播路损的损耗，实现天线和基站小型化和商用化。Massive MIMO 技术是5G的标志性技术，Massive MIMO技术会随着运营商部署场景的逐渐明确，加速发展。”

笔者认为，大规模多入多出技术在5G时代的应用场景可能主要面向室外宏覆盖、高层覆盖和室内覆盖；尤其在密集城区、中央商务区（Central Business District，CBD）、大型场馆和高楼场景中发挥其用武之地。

最后，还得补充一句我说过的老话：以上只是个人浅见，读者仁者见仁，智者见智，供大家斟酌。