基于5G通信的大规模天线无线传输技术探讨

（北京中网华通设计咨询有限公司，银川 750000）

5G移动通讯对网络是最新一代蜂窝移动通信技术，是4G、3G和2G系统的延伸。5G网络通信技术意在与4G相比，在更加节约成本，降低能源使用量同时，有效的提高系统容量与在大规模设备连接时的稳定性，更重要的是提高数据速率，以便5G网络通信技术有效融合类型不同、阶段不同的网络。在4G技术已全面普及并且商业化阶段，对下一代技术的研究已是当务之急，同时移动数据的需求爆炸式增长，现有移动通信系统难以满足未来需求，急需研发新一代5G系统。

1 大规模天线对 5G 移动通信网络的意义

大规模天线技术又称Massive MIMO，大规模MIMO通信网络是一种具有明显增加频谱效率且同时可以降低硬件实现复杂度的新颖网络架构，提高了频谱利用率、增强系统覆盖性能、显著降低单位比特能耗。大规模天线的形成就是MIMO系统中发射以及接收的天线端口数目大于百位数以上，它是从量变到质变的过程；大规模MIMO通信技术是通讯域从时域与频域维度扩展到空间维度，大大扩大了通信域；5G 的大规模天线技术充分利用了空间资源，同时提高了频谱效率；MIMO 技术可以提高频谱效率，在不增加带宽的情况下，成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道提供分集增益、复用增益和功率增益。分集增益可以提高系统的兼容性，复用增益可以支持单用户的空间复用和多用户的空分复用，而功率增益可以通过波束成形提高系统的功率效率。

2 大规模天线的基本原理分析

5G大规模天线系统架构，包括密集辐射阵、功分网络、耦合校准网络、盲插型连接器和收发单元。密集辐射阵中设计有去耦装置，密集辐射阵由若干双极化辐射单元按照一定的横向间距和纵向间距组阵。天线射频通道（包括多个辐射单元组成的单元模块）实现无线传输信号的收发；收发单元实现对射频通道RF信号发射和接受；耦合校准网络实现校准及评判电路；这样，通过全方位的从发射信号到接收实现全方位的整合与校对，确保信道线路的畅通与有序运行。大规模天线无线传输原理就是无线信号的收发、到对应频道的接收，再到信号源的处理、整合与监测。这个过程连续统一。但从天线阵发射的大部分能量集中在非常狭窄的区域，这意味着当您使用更多天线时，波束宽度会变窄，因此我们必须建立超出原本困难程度的复杂算法，来精确定位用户的确切位置并指导光束给用户高精度。

3 大规模天线系统的技术

3.1 大规模天线系统的信道信息获取

5G通信系统的创新，必定会增加天线个数来达到快速传播信号的目的，同时受众人群也会大大增加，导频的费用也会随受众人群的增加而大大增加成本。因此在保证信号传递速度与受众人群范围广泛的同时，降低导频成本费用成为一项亟待解决的难题；与此同时，在受众人群范围如此之广的范围下，我们需要将更多注意力放到提高信息精确度上，如何精确定位每一位用户，因此我们需要在选择信道时，进行实时预测，严格标准，对于信号的选择也应当选择高效易区分有鲜明特点的。

3.2 大规模天线系统的传输方法

将基站覆盖区域用户划分为近区广播用户组、远区广播用户组、近区单播用户组、远区单播用户组，基站将单播用户组信号叠加到广播用户组信号上，而广播用户组信号又包括近区广播组信号和远区广播组信号，然后将信号传送至用户终端。此方法可以加大扩充可连接用户数，极大地增加了系统的灵活性，提高了信道的利用率，也相应的提高了信号传输效率。

3.3 大规模天线系统的资源分配

向用户设备发动包括多条参考信号配置信息和参考信号端口信息的参考信号资源配置信息，用于发送参考信息，同时用户设备进行负反馈演进节点B，将反馈信息发送至演进节点B。此方法将大规模天线系统资源进行优化，使其系统功能发挥到最大化。

4 结束语

综上所述，5G通信的大规模天线无线传输技术在带给我们包括高清晰度、高频率传输、高效率传输无限便利的同时，不可否认5G通信的大规模天线无线传输技术在一定方面也带给我们一定限制，同时这一技术的革新与改进完善，也将是未来技术发展的重要组成部分。5G通信技术是时代的必然，我们期待技术上的创新带给我们生活上质的飞跃。