5G Massive MIMO天线阵列校准方法探讨
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究随着5G移动通信技术的快速发展，Massive MIMO（大规模多输入多输出）技术已经成为5G中的关键技术之一。
Massive MIMO技术可以大幅提升系统容量和覆盖范围，改善用户体验和网络吞吐量，因而备受研究和产业界的重视。
本文将对Massive MIMO技术的原理及其在5G移动通信中的应用进行深入研究，并探讨其未来的发展趋势。
一、 Massive MIMO技术原理Massive MIMO技术是指采用大规模天线阵列和高阶MIMO信号处理技术，通过发射和接收多个信号波束，达到提高系统容量和覆盖范围的技术。
相比于传统的MIMO技术，Massive MIMO利用了更多的天线和更高的复杂度信号处理技术，可以在同样的频谱资源下提供更高的频谱效率和系统容量。
在Massive MIMO系统中，基站拥有大规模的天线阵列，可以同时为多个用户提供服务。
通过波束赋形技术，基站可以将信号波束准确地对准用户，从而提高用户接收到的信号质量和网络覆盖范围。
基站可以利用多用户之间的空间分集来增强信号的鲁棒性和抗干扰能力。
通过合理设计信道估计和功率控制算法，可以有效地减小多用户之间的干扰，提升系统的频谱效率。
在5G移动通信中，Massive MIMO技术已经成为了一种主要的技术方案。
5G通信系统需要提供更高的数据传输速率和更好的覆盖范围，Massive MIMO技术正是能够满足这一需求的关键技术之一。
通过部署大规模天线阵列，5G基站可以同时为多个用户提供服务，并且利用波束赋形技术，可以提供更高的用户体验和更广的网络覆盖范围。
Massive MIMO技术可以帮助5G系统实现更高的频谱效率。
在传统的移动通信系统中，由于移动信道的不确定性和多用户之间的干扰，系统的频谱效率往往受到限制。
而通过Massive MIMO技术，可以充分利用空间分集和波束赋形技术，减小多用户之间的干扰，提高信道容量和频谱效率。
《2024年5G高隔离正交极化MIMO终端天线的研究设计》范文
《5G高隔离正交极化MIMO终端天线的研究设计》篇一一、引言随着移动互联网和物联网技术的迅猛发展，人们对通信质量及速率的要求愈发提高。
5G技术以其高速率、低时延和广连接的特点，成为了现代通信领域的重要发展方向。
在5G网络中，多输入多输出（MIMO）技术以其出色的性能，被广泛应用于提高通信系统的容量和可靠性。
而作为MIMO系统的重要组成部分，终端天线的设计与优化显得尤为重要。
本文将重点研究设计5G 高隔离正交极化MIMO终端天线，以提高系统的整体性能。
二、5G高隔离正交极化MIMO天线的基本原理5G高隔离正交极化MIMO天线技术是通过在终端设备上安装多个天线，以实现多路信号的并行传输。
正交极化则能够有效地降低信道间的干扰，提高系统的性能。
而高隔离则是为了保证各个天线之间的信号互不干扰，提高通信的稳定性。
该技术的实现关键在于天线的设计和优化，以实现高隔离度、良好的极化性能以及较高的增益。
三、天线设计的主要挑战与解决方案1. 高隔离度的实现在MIMO系统中，各个天线之间的隔离度对于系统性能具有重要影响。
为实现高隔离度，可采用特殊的天线结构，如使用带有金属隔离墙的微带贴片天线等。
此外，还可通过优化天线的布局，使得各个天线之间的距离尽可能远，从而降低相互之间的干扰。
2. 正交极化性能的优化正交极化能够有效地降低信道间的干扰，提高系统的性能。
为了实现正交极化性能的优化，需对天线的极化方向进行精确控制。
这可以通过采用特殊的极化调整元件或优化天线的结构来实现。
3. 适应不同频段和场景的需求5G网络覆盖的频段较广，不同频段和场景对天线的性能要求也不同。
因此，设计时需考虑天线的频带宽度、辐射方向性以及在不同场景下的性能表现等。
通过采用多频段天线、智能调节技术等手段，以满足不同频段和场景的需求。
四、天线设计的具体实施步骤1. 确定系统需求及设计目标：根据5G网络的需求，确定MIMO天线的数量、频段、隔离度等关键参数。
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究近年来，5G移动通信技术的发展迅速，带来了前所未有的通信体验。
而其中的Massive MIMO技术作为5G通信技术的核心之一，吸引了众多研究者的关注和研究。
本文旨在对Massive MIMO技术的研究进行深入探讨，并探讨其在5G移动通信中的应用和未来发展趋势。
Massive MIMO技术即大规模多输入多输出技术，是指通过增加基站天线数量来提高系统的容量和覆盖范围。
相比于传统的MIMO技术，Massive MIMO技术更加注重天线数量的增加，通过大规模的天线阵列实现更加精确的信号传输和接收。
通过增加天线数量，Massive MIMO技术可以实现更高的频谱效率和更低的能耗，从而在5G移动通信中具有非常重要的意义。
在5G移动通信中，Massive MIMO技术可以通过波束赋形和干扰抑制等技术来提高系统的覆盖范围和容量。
波束赋形技术可以实现对特定用户或区域的信号增强，从而提升网络覆盖范围和信号质量；而干扰抑制技术则可以减小网络中的干扰，提高网络的传输效率。
Massive MIMO技术还可以通过大规模的天线阵列来实现空分复用技术，从而提高系统的频谱效率和容量。
目前Massive MIMO技术仍然面临一些挑战。
大规模天线阵列所带来的硬件成本和能耗问题是目前的研究热点之一。
如何降低大规模天线阵列的硬件成本和能耗，是当前研究中亟待解决的问题。
Massive MIMO技术在移动场景下的适应性和可靠性也是一个亟待解决的问题。
由于移动场景下用户的移动速度和复杂环境因素，如何实现Massive MIMO技术的稳定和高效性，是当前研究中的难点之一。
Massive MIMO技术在实际系统中的部署和优化也是一个需要重点关注的问题。
如何将Massive MIMO技术应用到实际的移动通信网络中，并进行系统的部署和维护，是一个具有挑战性的问题。
在未来，随着5G移动通信技术的不断发展，Massive MIMO技术将会迎来更大的发展空间和应用前景。
5G Massive MIMO寻优验证与应用
研究Technology StudyI G I T C W 技术12DIGITCW2021.040 引言5G Massive MIMO 的多天线阵列系统增加了垂直维的自由度，可灵活调整水平维和垂直维的波束形状。
5G 支持基于Beam Sweeping 的广播信道波束赋型，由多个窄波瓣波束轮发，形成宽波束覆盖效果，进一步提升了立体覆盖能力。
在不同的覆盖场景下，通过多种广播波束权值配置，生成不同组合的赋型波束，不同组合具有不同的倾角、方位角、水平波宽、垂直波宽，能够满足不同场景的覆盖要求，为网络覆盖优化提供了新的思路和手段。
目前普遍采用厂家默认的Pattern ，仅在单站和簇优化过程中根据测试情况进行Pattern 的局部优化。
为探索不同场景Pattern 最优配置，指导和支撑5G 规划与优化，本项目在不同场景下开展Pattern 权值寻优，并验证输出不同场景下的5G 天线权值推荐值。
1 广播波束Pattern 介绍1.1 波束管理介绍波束管理主要分为小区级广播信道波束管理以及用户级波束管理。
对于小区级波束管理，5G NR 的广播波束为N 个方向固定的窄波束，相较于LTE TDD 用一个宽广播波束覆盖整个小区，NR 能够通过在不同时刻发送不同方向的窄波束完成小区的广播波束覆盖。
UE 扫描每个窄波束来获得最优波束，完成同步和系统消息解调。
如图1所示。
图1 NR TDD 广播波束扫描范围1.2 立体覆盖波束5G MassiveMIMO 天线的一个显著特征是可以调整天线权值与波束赋形技术来调整广播波束的水平波宽、垂直波宽、方位角和下倾角，以此来得到特定的覆盖效果。
目前，各厂家设备均支持一种默认配置的广播波束覆盖和多种典型的广播波束覆盖场景。
在不同的覆盖场景下，广播波束有不同的倾角、方位角、水平波宽、垂直波宽。
通过灵活配置不同的广播波束覆盖场景，能够解决不同场景下小区覆盖受限以及邻区干扰等问题。
图2是三种不同波束宽度组合天线波形示意图：第一种水平波宽较大垂直波宽小，对平面有较广的覆盖；5G Massive MIMO 寻优验证与应用王闽申（中国电信股份有限公司福建省分公司，福建 福州 350001）摘要：5G Massive MIMO 的多天线阵列系统增加了垂直维的自由度，可灵活调整水平维和垂直维的波束形状，并引出了立体覆盖波束Pattern 这一概念。
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究随着5G移动通信技术的不断发展，Massive MIMO技术作为其关键技术之一，引起了广泛的关注和研究。
本文将从Massive MIMO技术的基本概念、原理和应用等方面展开探讨，并对其在5G移动通信中的研究进行全面分析。
一、Massive MIMO技术的基本概念Massive MIMO是指大规模多输入多输出技术，它通过使用数十甚至数百个天线来同时为多个用户提供服务，大幅提高了网络的容量和覆盖范围。
相对于传统的MIMO技术，Massive MIMO具有更高的时频效率和更低的功率消耗，能够实现更快的数据传输速度和更广的覆盖范围，是5G通信技术的核心内容之一。
Massive MIMO技术的基本原理是通过在基站端部署大量的天线来实现对多个用户进行同时通信。
通过使用大规模的天线阵列和精密的信号处理算法，基站可以利用空间多样性的特性，同时为多个用户提供服务，从而提高了网络的容量和覆盖范围。
Massive MIMO技术还可以利用波束赋形和波束成形等技术实现对用户间的干扰抑制，提高了网络的抗干扰性能和可靠性。
与此Massive MIMO技术还可以实现对移动终端设备的定位和跟踪，提高了网络的定位精度和覆盖范围，为用户提供了更丰富的位置服务和增强现实体验。
Massive MIMO技术还可以通过使用更低的功率和更高的频谱效率来减少网络的能耗和成本，使得5G移动通信网络可以更加环保和可持续发展。
目前，国内外学术界和工业界对Massive MIMO技术在5G移动通信中的研究已经取得了很多进展。
在理论研究方面，研究人员通过建立数学模型和仿真平台，对Massive MIMO 技术的性能和特性进行了深入分析和探讨。
他们研究了Massive MIMO技术在不同信道环境下的传输性能、功率控制策略、波束赋形和波束成形算法等方面的技术难题，并提出了一系列有效的解决方案。
在工程实践方面，运营商和设备厂商也积极推动Massive MIMO技术在5G移动通信中的应用与部署。
5GMASSIVEMIMO技术
Communications Technology •通信技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 49【关键词】5G MASSIVE MIMO 信道估计 信道检测 预编码2018年12月3日，工信部向三家运营商颁发了5G 中低频段试验网使用许可，其中中国移动获得2.6GHz 和4.9GHz 频段一共260MHz 试验网带宽，中国电信与中国联通分别获得3.5GHz 频段各100MHz 的试验网带宽，意味着我国的5G 建设已经拉开帷幕，人们将会越来越能够享受到5G 网络带来的便利。
5G 系统的速率以及时延相对4G 系统均有很大的提升和突破，主要因为5G 系统中应用了的几个关键技术，其中高频段传输技术、Massive MIMO 技术、超密集组网技术、同时同频全双工技术、新型网络架构等在5G 系统中的影响比较大，其中作为5G 关键技术之一的Massive MIMO 技术，不仅可以有效提升覆盖效果，同时能够提高频谱效率、能够增强数据传输的稳定性和可靠性，所以不仅仅是在5G ，其实在4.5G 的发展中，就已经开始对Massive MIMO 技术展开了研究，希望能够在实际应用中最大限度的提升系统性能。
1 Massive MIMO技术Massive MIMO 技术的特点是在基站侧配置有大规模天线，依据大数定理，当天线数量趋于无穷大时，信道矩阵的列向量之间就会趋于正交，热噪声以及小幅衰落的影响将会消失，同时天线数目的增加会提高空间复用率，能够进一步提升信道容量。
本节主要介绍Massive5G MASSIVE MIMO 技术文/伍株仪MIMO 技术中的信道估计、预编码、信号检测技术。
1.1 信道估计无线通信中由于传播场景的不同，传播过程中的多径衰落也不一样，接收端接收到的信息都是经过衰落后的信号，要正确的译出原始信息，需要对接收到的信号做出合理的估计，通过调整补偿参数达到译码要求， 此过程中信道估计的准确性非常关键，只有准确定估算出已有的信道信息才能计算补偿参数。
5G移动通信中的大规模天线阵列设计与优化
5G移动通信中的大规模天线阵列设计与优化随着移动通信技术的不断发展，5G移动通信成为当前热门话题。
大规模天线阵列是5G通信系统中的关键技术之一，其在提高网络容量、增强覆盖范围和提高通信速率等方面具有重要作用。
本文将讨论5G移动通信中大规模天线阵列的设计与优化方法。
首先，大规模天线阵列的设计需要考虑到空间自适应传输技术。
该技术利用多个天线单元和信道状态信息，实现波束赋形和干扰消除。
波束赋形是指根据信道信息和用户位置，通过调整天线单元之间的相位和幅度，实现波束的方向性分布，从而增强用户的信号接收质量。
干扰消除则是利用自适应算法，对干扰进行抵消或者降低其影响。
需要注意的是，波束赋形和干扰消除需要进行动态调整以适应不同的信道和用户需求。
其次，大规模天线阵列的设计还需要考虑到天线数量和布局。
在5G通信中，大规模天线阵列一般由数百个到数千个天线单元组成。
这样的设计可以提供更高的天线增益、更强的信号覆盖和更大的容量。
而天线的布局一般分为线性阵列、矩形阵列和圆形阵列等形式。
不同的布局方式对波束赋形和干扰消除的性能会有不同的影响。
因此，在设计大规模天线阵列时，需要综合考虑天线数量和布局的影响，选择最优的设计方案。
另外，优化大规模天线阵列的设计还需要考虑到功耗和成本。
大规模天线阵列由于天线数量较多，会消耗大量的功率。
因此，在设计时需要考虑功耗的优化策略，减少能耗。
同时，在制造成本方面也需要进行优化，以降低系统的成本，提高其可行性和商业化价值。
对于大规模天线阵列的优化，可以采用多种方法。
一种方法是利用优化算法进行波束赋形和干扰消除的优化。
这些算法可以根据不同的目标函数，如最大化信号接收质量或最小化干扰，通过调整天线单元的参数来优化系统的性能。
另一种方法是利用智能算法，如机器学习和深度学习，通过训练数据和神经网络来优化系统的性能。
这些算法可以根据大量的数据和样本，选择最佳的参数配置，从而实现最优化的设计。
综上所述，大规模天线阵列的设计与优化在5G移动通信中起着重要作用。
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究
5G移动通信中Massive MIMO技术的研究随着移动通信技术的不断发展，人们对通信速度和可靠性的需求也在不断提高。
在这样的背景下，5G移动通信技术成为了各大通信设备厂商和运营商争相投资和研发的一个焦点。
在5G移动通信技术中，Massive MIMO（大规模多输入多输出）技术被认为是一个非常关键的技术，可以显著提高网络的容量和效率。
本文将针对5G移动通信中Massive MIMO技术进行深入探讨和研究。
Massive MIMO技术是基于MIMO技术的一种变种，MIMO技术是指利用多个天线进行信号传输和接收，以提高系统的容量和数据传输速度。
而Massive MIMO技术则是在原有MIMO 技术的基础上，进一步增加了天线数量，以实现更高的覆盖范围和更大的容量。
与传统的MIMO技术相比，Massive MIMO可以通过大规模的天线阵列实现更细粒度的波束赋形和更好的信号覆盖，从而在相同的频谱资源下实现更高的数据传输速率和更好的网络容量。
在5G移动通信中，Massive MIMO技术的研究和发展也面临着一些挑战。
Massive MIMO 系统中天线数目巨大，引入了较高的硬件成本和复杂度，需要考虑如何在保证性能的同时降低成本和简化设计。
Massive MIMO系统中的波束赋形和信道估计也面临着更复杂的问题，需要针对大规模天线阵列设计高效的信号处理算法和波束赋形技术。
Massive MIMO系统在实际部署中可能面临更多的干扰和信号衰落等问题，需要设计更加鲁棒的信号处理和干扰抑制技术。
针对以上的研究挑战，学术界和工业界已经开展了大量的研究工作，取得了一系列的成果。
在Massive MIMO系统的硬件设计方面，研究人员提出了很多新颖的天线结构和功率控制算法，可以在保证系统性能的同时降低成本和功耗。
在信号处理算法方面，研究人员提出了许多高效的波束赋形和信道估计算法，可以在大规模天线阵列下实现更好的信号处理性能。
在干扰抑制和信号处理方面，研究人员提出了许多新的算法和技术，可以改善系统的抗干扰性能和增强系统的覆盖范围。
4G_5GMassiveMIMO天线校准网络的研究与设计
摘要移动通信网络依赖天线的电磁波辐射来实现信号覆盖，天线的功能无可替代，其作用至关重要。
在2G时代，天线主要采用单极化（单通道）或双极化（双通道）的简单应用模式；在3G时代的TD-SCDMA体制，天线开始逐渐采用8通道的双极化智能天线；到了4G TD-LTE和5G时代，多通道阵列天线成为标配，其中，主流的5G Massive MIMO天线系统采用典型的64T/R收发通道应用模式，该天线系统的无源部分不仅包括了天线辐射阵列，还包括了天线校准网络。
Massive MIMO天线通过智能算法精确实现各硬件T/R收发通道的馈电幅度和相位分布，以产生所需的赋形波束方向图，其中，天线的校准网络用于检测和标校各个T/R收发通道的幅相分布，其性能至关重要，决定着Massive MIMO天线系统乃至5G移动通信网络的成败。
为此，本文选择Massive MIMO 天线校准网络作为研究课题。
当前，5G商用在即，同时，4G移动通信网络未来与5G通信系统将长期在网并存使用。
根据目前主流的实际应用需求：具有宽频的2.3GHz~2.7GHz的64T/R Massive MIMO天线系统涵盖了4G的B40频带（2.3GHz~2.4GHz）和5G FR1的N41频带(2.496GHz~2.69GHz)。
由此，结合应用背景和指标需求，本文提出了一种四模块微带线校准网络方案，设计了具有良好性能的多种无源电路部件（包括威尔金森功分器和低耦合高定向性耦合器），并将它们拼接组合实现了64通道、宽频带、低成本、易调试的天线校准网络，最终应用于实际的Massive MIMO天线。
针对宽频校准网络隔离度指标的设计难点，本文设计了电容等效的开路枝节进行补偿；针对高频和宽频状态下集总元件受寄生参数影响而发散的问题，本文设计了一种TRL校准电路来校准；针对屏蔽盖加载后，天线校准网络各通道幅相混乱和腔体谐振问题，本文提出了一种分腔方式来改善性能；针对部件物料加工公差、焊接和装配误差带来的耦合度离散问题，本文提出了采用一种介质柱填充法来微调性能。
基于Massive MIMO技术的5G网络可靠性研究
基于Massive MIMO技术的5G网络可靠性研究随着移动通信技术的不断发展，5G已经成为了当前最热门的话题之一。
对于普通用户来说，5G代表着更快的网速和更低的延迟。
但是对于专业人士来说，5G所带来的技术变革也在不断地推进着。
在5G的研究和开发中，Massive MIMO技术无疑是最重要的一部分。
那么基于Massive MIMO技术的5G网络可靠性研究又是什么样的呢？首先我们需要了解一下什么是Massive MIMO技术。
MIMO技术是一种多天线技术，它通过在同一频段内使用多个天线来提高无线通信质量。
Massive MIMO技术的特点是在基站端配置了大量的天线，理论上可达到数以百计的天线数目。
这样的话，就可以同时为多个用户提供数据传输服务而无需频繁地切换传输目标。
Massive MIMO的技术原理是通过空间域多路复用（SDMA）技术，即将不同的用户的数据流分别发射到不同的天线上，从而实现并发传输。
因此，Massive MIMO技术最终可以带来高速率、高能效和高可靠性的无线网络，是5G技术研发的重要方向之一。
Massive MIMO技术的优点是明显的。
通过使用多个天线的技术，可以准确地锁定每个用户，从而更快地处理数据。
这种提高吞吐量的效果，将在低密度网络的城市或农村地区带来大规模的好处。
Massive MIMO技术旨在提高网络覆盖率、减少信道干扰和增加数据传输速度。
这对于大规模的5G网络来说至关重要。
因此，基于Massive MIMO技术的5G网络可靠性研究已成为研究者的热门选择。
这样的研究主要集中在以下方面：首先，我们需要考虑如何使Massive MIMO技术更加有效。
具体而言，我们需要考虑如何使用合适的算法来管理多个天线之间的干扰。
只有这样，我们才能使用更多的天线，为更多的用户提供高速率的服务。
其次，我们需要考虑如何提高Massive MIMO网络的可靠性。
5G网络通常是用来传输重要的信息和大量的数据，如果数据丢失，会对商业和国家安全产生重大影响。
5G关键技术MassiveMIMO深度解读
5G关键技术MassiveMIMO深度解读⼀、关于5G的探究1.1 5G的背景及需求在第四代移动通信⽹络（4G）的部署⽅兴未艾之时，第五代移动通信⽹络（5G）的研究开发已在全球开启⼤幕。
移动互联⽹和物联⽹领域的蓬勃发展有⼒推动了⼯业界和学术界对未来5G⽹络的研发⼯作。
随着移动互联⽹领域的⾼速发展，各种智能终端以及各类新业务新应⽤的出现将导致移动数据流量呈现爆炸式增长，预计2020年全球移动数据流量将会⽐2010年增长1000倍[1-2]。
除数据流量的急速上升外，物联⽹⾏业的快速发展也将使移动通信的服务范围从⽬前⼈与⼈之间的通信进⼀步扩展到⼈与物、物与物之间的通信，随之⽽来的是⽹络中海量设备的同时在线链接，预计2020年联⽹的智能终端数⽬将达到数百亿甚⾄数千亿。
⾯对2020年及未来如此庞⼤的数据流量及其他应⽤需求，当前的4G⽹络技术显然⽆法给予满⾜。
因此，加快5G技术研发和标准制定的步伐已成为国际主流共识。
5G是⾯向2020 年以后移动通信需求⽽发展的新⼀代移动通信系统。
虽然⽬前业界对5G的相关标准尚未达成共识，但普遍认为，5G的关键性能指标主要包括：能量效率、频谱效率、⽤户体验、时延、⽤户峰值速率以及连接数密度等[3]。
其中，5G⽹络与4G⽹络相⽐需要在能量效率⽅⾯提升100倍以上，在频谱效率⽅⾯提升5~15倍以及传输时延⽅⾯需缩短10倍以上[4]。
1.2 5G的关键技术及国内外研究现状为应对移动互联⽹和物联⽹爆炸式发展带来的千倍业务流量增长和海量设备连接，5G 已经成为国内外移动通信领域的研究热点。
业界普遍认为，5G应该具备超⾼的能量效率和频谱效率，与4G相⽐在传输速率、时延和⽤户体验⽅⾯也要有较⼤性能提升。
为实现5G⽹络的关键性能指标，起基础⽀撑作⽤的5G关键技术主要包括：⼤规模多输⼊多输出（⼤规模 MIMO)、超密集部署、毫⽶波通信、终端直通技术（D2D）、全双⼯技术以及新型⽹络架构[5-6]。
5G增强移动宽带的massive-MIMO技术性能分析
技术Special TechnologyI G I T C W 专题62DIGITCW2020.051 5G 增强移动宽带的系统模型构建MIMO 技术是将多个天线单元设置在收发两端，用以收发传输信号[1]。
大规模MIMO 概念是Bell 实验室的科学家Marzetta 在多小区、TDD 场景下提出的[2]。
massive-MIMO 技术是以传统MIMO 技术核心思想为基础，通过增加发射与接收天线的数量，实现分集或复用大规模天线阵列，以保证在不改变发射功率和频率资源的状态下，大幅度提升移动网络通信性能。
在eMBB 应用场景中，massive-MIMO 技术是重要的关键技术之一，下面基于massive-MIMO 技术构建系统模型。
本系统模型采用2D 有源天线阵列构建起massive-MIMO 系统，每个天线包含的天线面板数量为M g ×N g 个，各天线位于同一平面上，间距与辐射方向相同，形成大规模天线波束成形模型[3]，如图1所示。
通过计算数字波束成形中的数字预编码增益，以及模拟波束成形中的模拟成形增益，两者之和即为大规模天线增益。
图1 大规模天线波束成形示意图基于大规模天线阵列的波束成形，可计算出用户k 接收端的信噪比SINR，计算公式如下：T （i ，k ）k 之间信号的路径损耗；L （j ，k ）表示干扰基站j 与用户k 之间的信号路径损耗；θ表示基站与用户的垂直夹角；θbeam 表示波束的俯仰角，取值范围为0°到180°；φ表示基站与用户的水平夹角；φbeam 表示波束的指向角，取值范围为-180°到180°；G k ，i ，A （θ，φ，θbeam ，φbeam ）表示基站i 对用户k 的模拟波束成形增益；G k ，i ，D 表示基站i 对用户k 的数字波束形成增益；G k ，j ，A （θ，φ，θbeam ，φbeam ）表示基站j 用户k 的模拟波束成形增益；G_（k ，j ，D ）表示基站j 对用户k 的数字波束形成增益；N_0表示高斯白噪声。
5G移动终端MIMO阵列天线的研究
5G移动终端MIMO阵列天线的研究5G移动终端MIMO阵列天线的研究随着5G技术的迅速发展，移动通信的需求变得越来越高。
为了满足用户对更高速率和更稳定连接的需求，研究人员开始关注MIMO（多输入多输出）技术及其在5G移动终端中的应用。
MIMO技术通过利用多个天线进行数据传输和接收，提高了信号的可靠性和传输速率。
其中，MIMO阵列天线作为关键技术之一，能够显著提升5G移动终端的性能。
MIMO阵列天线是一种具有多个天线单元的天线系统，它们被布置在移动终端的小区域内，以形成一个天线阵列。
基于MIMO原理，当天线阵列同时接收到多个信号时，可以利用空间分集技术将不同的信号进行分离，从而提高信号的抗干扰能力和传输速率。
与传统的单天线系统相比，MIMO阵列天线能够提供更稳定、更快速的连接，为用户带来更好的通信体验。
在研究5G移动终端MIMO阵列天线的过程中，有几个关键问题需要考虑。
首先是天线阵列的设计。
为了实现高效的数据传输和接收，天线阵列的设计需要合理选择天线的数量、位置和方向。
一般情况下，天线数量越多，天线阵列的性能越好。
其次是信号处理算法。
在MIMO阵列天线系统中，信号处理算法具有重要意义。
合理的信号处理算法可以有效地提高信号的接收品质和传输速率。
最后是天线与终端设备的匹配。
为了让MIMO阵列天线系统正常工作，必须保证天线与终端设备的匹配性。
这包括天线特性、天线连接线路等因素。
只有天线与设备的匹配合理，才能提供良好的通信性能。
在目前的研究中，有许多方法被提出来解决以上问题。
例如，基于遗传算法的天线布局优化方法，可以通过优化算法得到最佳的天线位置和方向，以提高系统的可靠性和传输速率。
此外，基于智能信号处理技术的MIMO信号处理算法也被广泛研究和应用。
这些算法利用智能算法对信号进行分析和重构，从而提高了系统的性能。
同时，通过改进天线材料和设计工艺，也能够提高天线的传输和接收效果。
总之，5G移动终端MIMO阵列天线的研究是一个非常值得关注和深入研究的领域。
5G移动通信中MassiveMIMO技术的研究
ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ是 ５Ｇ的关键技术之一，是实现 ５Ｇ高速率、 大容量接入的关键。ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ即大规模多输入多输出系 统，通过相互独立的子载波波束，将用户在空间进行隔离从而 传输不同用户的数据，成倍增加系统的吞吐量。
一、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ技术发展 ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ是在 ＭＩＭＯ技术的延伸上发展而来的。在 ＬＴＥ中已经得到了广泛的应用。与 ＬＴＥ中 ＭＩＭＯ的最多 ８根 天线相比较，ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ在 ５Ｇ中则支持 １６、３２、６４、１２８甚至 更大规模的天线。 二、弗里斯传输方程对 ＭＩＭＯ技术的作用 根据弗里斯传 输 方 程，通 过 传 输 功 率、天 线 增 益、距 离、波 长与接收功率可以计算出第一个天线到第二个天线的接收功 率。公式如下：
三、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ背景下的波束赋形 波束赋形就是在 ＭＩＭＯ背景下根据不同场景自适应调整 天线阵列方向图的一种天线技术。在 ＬＴＥ中已经有所应用。 传统单天线通信方式在手机和基站之间建立了一条电磁波的 通路，如果不进行物理调节，其天线辐射图是固定的，导致同时 同频可服务的用户数量受限。而应用了波束赋形技术后，基站 侧拥有更多的天线，便可以自适应调节各个天线上发射信号的 相位，使得他们高度相关，在手机接收点形成有多个信号叠加 的波束，从而产 生 更 强 的 信 号 增 益 来 对 抗 损 耗。通 俗 讲，这 个 技术就像生活中发光的小灯泡，它的光是射向四面八方的，所 以它的照亮范围极其有限。但是一旦将灯泡装入手电筒，加入 反光罩，则光源可以射的更远，便可以增加某一个方向照亮的 增益。
. All Rights ReseＰrｒv＝Ｐeｔd(.４ＧπｔＧＲｒ)λ２
其中 Ｐｔ是发射天线功率，Ｐｒ是接收天线功率，Ｇｔ是发射天 线增益，Ｇｒ是接收天线增益，λ是工作波长，Ｒ为收发天线距离。
5G Massive MIMO天线权值优化方法研究
5G Massive MIMO 天线权值优化方法研究赖罗斌，张晓梅（上海工程技术大学，上海 201620）摘 要 Massive MIMO技术在垂直维度和水平维度均具备良好的波束赋形能力，有效提升了5G覆盖，降低了干扰,增加了覆盖优化的灵活性。
本文提出了一种根据覆盖区域内用户话务分布自适应权值优化的方法，通过动态调整同步信号（SSB）天线波束赋形，实现Massive MIMO小区覆盖与业务分布的实时匹配。
关键词 Massive MIMO；波束赋形；权值优化；话务分布；寻优算法中图分类号 TN929.5 文献标识码 A 文章编号 1008-5599（2021）02-0067-05收稿日期：2020-07-015G 天线由192个阵子组成，通过调整64个权值与相位，可以实现对波束水平/垂直波瓣、下倾角和方向角的调整，相比8T8R 能够实现更为灵活的波束赋形，从而可以实现因地小区的动态匹配。
本文通过对波束级用户测量报告（MR）的分析，给出了Massive MIMO 波束赋形的方法。
首先利用测量报告得到的到达角度（AoA）与时间提前量（TA），精准定位用户分布，评估每个网格的业务量。
其次，根据小区内用户和业务分布，利用波束赋形能力，实现Massive MIMO 小区覆盖与容量的最优。
最后，根据区域内话务分布与流量变化，利用人工智能技术，通过经典寻优算法，实现连片覆盖区域Massive MIMO 权值与业务需求的动态匹配。
1 实现原理Massive MIMO 技术在垂直维度和水平维度均具备良好的波束赋形能力，提升了天线阵列增益和波束赋形增益，有效提升覆盖能力，降低了干扰。
同步信号（SSB）覆盖强度决定了Massive MIMO 小区覆盖范围，调整Massive MIMO 天线权值，使得SSB 天线主瓣对准话务热点区域， SSB 覆盖与业务信道（CSI）覆盖一致，可实现小区覆盖与用户分布相匹配，从而有效提升小区整体性能，改善热点区域用户感知。
5g massive mimo的优化思路探讨
5G；Massive MIMO；Network optimization；Interference
引用格式：许国平，王勇 . 5G Massive MIMO 的优化思路探讨［J］. 邮电设计技术，2020（1）：1-5.
1 Massive MIMO 的产生背景与影响
不断提高空中接口吞吐率是移动通信无线技术 发展的动力和目标。5G 下行峰值速率将达到 20 Gbit/s， 下行用户体验速率将达到 100 Mbit/s，并且需要提供相 对于 LTE 20 倍的小区容量和十分之一的空口时延。 为了解决 5G 在峰值速率以及系统容量方面的挑战，需 要从各个方面对技术进行增强，而 Massive MIMO 就是 其中的关键技术之一，它使用大规模阵列天线，增强 了空间维度的解析能力和使用效率。与传统的天线 ——————————
b）覆盖能力提升。5G 使用毫米波等高频频段进 行部署。在高频场景下，无线电波衍射能力下降，穿透 损耗大大增加，而 Massive MIMO 能够生成高增益、可
邮电设计技术/2020/01 01
联通创新 许国平，王 勇
China Unicom Innovation 5G Massive MIMO 的优化思路探讨
52测试结果与分析信道crspbch公共业务信道公共控制信道业务信道lte宽波束全频带宽波束宽波束宽波束全频带宽波束波束赋形nr无可波束扫描可频分时分可波束扫描波束扫描赋形可频分波束赋形基站类型nr频点号636666n78频段5ghz天线配置64t64rmassivemimors通道发射功率dbm349测试终端5gcpe2t4r波束配置123456水平扫描范围105651101106525水平面波束个数7118862垂直面扫描范围662562525垂直面波束个数211114近点下行峰值速率mbits350450350350350350近点覆盖性能良好良好良好良好良好较差远点下行峰值速率mbits150150100150100150远点覆盖性能良好较差较差良好较差较差表1lte和nr各个信道的波束配置对比表25g测试配置情况表3不同广播波束配置条件下水平方向路面性能许国平王
《5G高隔离正交极化MIMO终端天线的研究设计》范文
《5G高隔离正交极化MIMO终端天线的研究设计》篇一一、引言随着5G通信技术的快速发展，移动通信设备对天线性能的要求越来越高。
多输入多输出（MIMO）技术因其能显著提高系统容量和链路可靠性，已成为5G通信系统的关键技术之一。
而高隔离正交极化MIMO终端天线作为MIMO技术的核心组件，其设计研究显得尤为重要。
本文将详细探讨5G高隔离正交极化MIMO终端天线的研究设计，包括其基本原理、设计方法、仿真实验及实际应用等方面的内容。
二、基本原理5G高隔离正交极化MIMO终端天线的基本原理是通过在天线阵列中采用正交极化方式，使不同天线单元的极化方向相互正交，从而达到提高天线隔离度的目的。
这种设计能有效降低天线之间的相互干扰，提高MIMO系统的性能。
同时，高隔离度还能使多个用户在同一频段内同时进行通信，进一步提高频谱利用率。
三、设计方法1. 确定天线类型和结构：根据5G通信系统的频段、带宽、极化方式等要求，选择合适的天线类型和结构。
常用的天线类型包括微带天线、贴片天线、偶极子天线等。
2. 设计天线阵列：设计天线阵列时，应考虑天线的排列方式、间距以及极化方向等因素。
正交极化MIMO天线阵列一般采用直线排列或平面排列方式，使不同天线的极化方向相互正交。
3. 优化天线性能：通过调整天线的尺寸、形状、材质等参数，优化天线的性能，包括增益、带宽、辐射效率、隔离度等。
同时，采用先进的仿真技术对天线进行仿真分析，以验证设计的可行性。
4. 制作与测试：根据设计图纸制作天线样品，并进行实际测试。
测试内容包括天线的S参数、辐射方向图、增益等指标。
根据测试结果对天线进行进一步优化。
四、仿真实验为了验证设计的可行性和优化天线的性能，我们采用了电磁仿真软件对5G高隔离正交极化MIMO终端天线进行仿真实验。
通过建立天线的三维模型，模拟天线的电磁环境，得到天线的S 参数、辐射方向图等指标。
仿真结果表明，我们所设计的天线具有较高的隔离度和良好的辐射性能，能满足5G通信系统的要求。
采用Massive MIMO进行5G覆盖试点规划的探索
采用Massive MIMO进行5G覆盖试点规划的探索发表时间：2019-08-12T15:15:39.650Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：陈治邦[导读] 本文指出了5G覆盖试点规划中，对大规模天线的合理应用方法，通过这一方法提高整个系统的运行效率和运行质量，发挥5G技术的应有功能。
中睿通信规划设计有限公司广东省广州市 510630摘要：5G技术的核心特点为有更高的网络吞吐率，在此基础上可以实现各类网络场景，为实现网络信号的全面覆盖，可以应用大规模天线满足要求。
基于对大规模天线运行原理和特点的研究，本文指出了5G覆盖试点规划中，对大规模天线的合理应用方法，通过这一方法提高整个系统的运行效率和运行质量，发挥5G技术的应有功能。
关键词：大规模天线；5G技术；试点规划引言相较于4G网络体系中的MIMO天线，5G网络对这一天线系统的覆盖范围、运行稳定性等参数提出了更高要求，并且大规模MIMO天线本身也要经过一定的优化和完善，来适配5G的试点性内容。
在具体的覆盖试点规划中，要从这一角度出发，落实对整个系统的研究和分析工作，从而让这一天线能够发挥应有作用，实现对数据的高速传输。
一、大规模MIMO天线的原理和特点大规模MIMO天线的运行原理为，在某个通信区间内，让MIMO天线的数量多于用户的信号接受设备数量，这种方式能够在实现大批量数据传输的同时，也可以降低用户信号通道之间的相互干扰效果，所以从整体上来看，该项技术能够提高通信效率与通信质量[1]。
大规模MIMO天线的架构特为： 1.1天线参数方面在天线参数的研究中，研究的内容内容为天线的非电力学相关参数，相较于4G网络体系中的MIMO天线，5G技术体系下的大规模天线由于通信通道数量提高，并且要能够在同一时间中输入更多的数据，所以在具体的研究和分析中，可以发现天线的自身重量大幅上升，对天线的支撑塔架等设施提出了更高要求。
另外在大规模MIMO天线中，由于要在某个通信区间中完成大量的信号传递工作，要求要建成相较于4G网络体系数量更多的基站，要确保每个独立的基站都能够发挥作用，则要落实对基站以及天线安装位置的进一步优化工作，通常采用的方法为，提高通信网络中基站和天线的密度，同时不同的信道和用户的相关设备对接，当同时多个天线信道参与对信号的传输工作中时，会出现信号的干扰问题，在大规模MIMO天线中，要完成对这一问题的完善和改进工作。
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5G Massive MIMO天线阵列校准方法探讨
王波;栾帅;邱涛;郭爽楠
【摘要】Massive MIMO天线是5G系统的关键技术之一,可以通过3D波束赋形技术实现系统按需覆盖,为保证赋形的正确性与可靠性,天线阵列的校准成为5G Massive MIMO天线的关键技术之一.结合目前行业内容的研究进展,探讨适用于5G天线的校准方法,并探讨了引起校准误差的主要因素,可为后续校准方法的深入研究提供借鉴.
【期刊名称】《邮电设计技术》
【年(卷),期】2019(000)003
【总页数】3页(P32-34)
【关键词】MassiveMIMO;5G;校准
【作者】王波;栾帅;邱涛;郭爽楠
【作者单位】中国联合网络通信集团有限公司,北京100033;中国联通网络技术研究院,北京100048;中国联合网络通信集团有限公司,北京100033;中国联合网络通信集团有限公司,北京100033
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
0 引言
Massive MIMO天线中有源模块和天线阵列高度集成，有源模块的接收、发射通
道存在多种误差来源，可分为时变误差和非时变误差两大类。
其中时变误差包括
T/R通道随环境温度、时间、工作频率变化时，放大器的相位和增益变化；混频器件特性漂移、滤波器件时延及幅/相失真、I/Q通道的非完全正交、天线阵列在室
外随环境的形变等。
非时变误差包括阵列加工误差、几何位置安装误差、单元互耦、方向图边缘效应、馈线及分配网络误差、连接器的一致性等。
在各种误差的影响下，阵列的性能将受到影响。
因此，探讨适合于5G天线的阵列校准方法具有重要现实意义。
根据校准信号获取位置的差别，可将校准方法分为“路校准”和“场校准”2种，“路校准”方法的校准信号来自传输射频信号的传输线，常用的做法是在微带线或同轴线中设计定向耦合器；“场校准”方法的校准信号取自阵列的辐射场，通常在辐射近场中设置信标天线，并与阵列中各单元模块建立收、发链路。
1 “路校准”方法介绍及分析
对于有N个射频模块的Massive MIMO天线，应用路校准时需设计1分N的等
功率分配器，并在每个分配器末端连接定向耦合器，图1示意了8T8R MIMO天
线的校准电路，通过记录各模块端口（图1中的I/O port）至校准端口（图1中
的Cal port）的传输相应值，就可以修正各模块中从数字基带至射频端口的通道
误差。
实际应用中，路校准方法存在以下误差因素：
图1 8T8R MIMO阵列的校准电路
a）因定向耦合器加工误差带来的性能差异。
b）定向耦合器受自身输入端（与射频模块相连接）阻抗影响带来的性能差异。
c）定向耦合器受输出端（与天线模块相连接）阻抗差异带来的性能差异。
在Massive MIMO天线中，天线模块的阻抗除受模块在阵列中的位置、天线外罩与各模块的距离影响外，还受天线的波束状态的影响，对定向耦合器的输出端而言，天线模块呈现的是动态的有源阻抗。
为进一步说明天线端阻抗对耦合通道的影响，图2给出了量化分析。
图2 定向耦合器受天线模块反射信号的影响
图2 中假设入射信号为0 dBV，定向耦合器的耦合量为-16 dB，定向性为-15 dB，天线模块回波损耗为-14 dB（对应VSWR=1.5）。
对照图1中的符号有：
E0=-16 dBV=0.158 5（线性）
Mag（dE）=-45 dBV=0.005 6（线性）
考虑到dE实际上为复矢量信号，其相位可能在0～360°之间变化（如图3所示），E’=0.158 5±0.005 6∈［0.152 9，0.164 1］，转换为dB值为：E’（dB）=［-16.3，-15.7］，对应的误差Error≈0.6 d B。
图3 反射信号（dE）造成的误差
通过算例表明，天线模块-14 dB（对应VSWR=1.5）的回波损耗将造成校准电路0.6 dB的幅度误差。
实际的Massive有源天线中，各天线模块、射频模块存在阻抗差异，同时天线模块的阻抗还随波束状态的改变而变化，将给校准电路带来更大的误差，具体的误差分析可根据上述原理展开。
下面补充解释天线模块的阻抗随波束状态改变的原理。
如图4所示，a代表天线模块入射信号（即波束权值，与天线波束相状态对应），b代表反射信号。
图4 阵列天线中的互耦现象
根据S参数定义，模块m的反射信号bm可表示为：
对应的有源回波损耗为：
由式（2）可知，与天线波束状态改变对应的入射信号am会直接影响天线端口的回波损耗，根据图2和图3的分析，端口的回波又会影响校准信号。
因此，系统
工作时校准的时机选择非常重要，最好能避免在各端口同时工作的合成波束状态下
进行校准，避免各端口的波束权值不相同造成额外的校准误差。
2 “场校准”方法介绍及分析
适合5G天线的场校准方法有2种。
第1种是“辅助单元法”，如图5所示，在
天线内部选择少量位置，设置一些辅助单元。
该方法需要预先获取辅助单元与各有源模块的传输系数，产品使用过程中，适时监测辅助单元与有源模块的传输系数，并于初始系数做对比，实现误差修正。
图5 “辅助单元法”应用于阵列校准
第2种是“自校准法”，如图6所示，图6中显示了阵中单元m和周围6个单元，带箭头的曲线代表从m单元到n单元或其他单元的互耦传输系数。
通道间的误差系数可以用旋转矢量法进行求解。
图6 “自校准法”应用于阵列校准
图7 示意了旋转矢量法的求解过程，C代表被校准通道周围各单元都工作时对校
准通道产生的耦合信号，任意选出其中1个单元B，并在0～360°范围内改变单元B的发射（或接收）相位，使合成的耦合信号C出现最大（Cmax）和最小值（Cmin）。
图7 旋转矢量法的求解过程
由矢量运算法则可知：
通过对各个单元都进行相位调整，就可以获得每个单元对校准通道的传输系数，实现通道误差修正。
从上述分析可知，原理上，场校准可通过使用专用的“辅助单元”或直接使用阵中的某个单元，但校准过程获取的传输系数必须和已知的系数做对比才能最终确定通道误差。
因此，校准通道传输系数的稳定性是场校准方法应用的关键。
图8示意了“场校准”方法的主要影响因素，其中的Tn代表传输系数。
由于“场
校准”的传输系数取值自天线辐射场，容易受外界因素影响，因此“场校准”方法的误差更难控制。
图8 “场校准”方法的主要影响因素
3 总结
本文介绍、分析、对比了适合于Massive MIMO的“路校准”和“场校准”方法，特别分析了影响各种方法的误差因素，提出了应用校准方法过程中的注意事项，可为5G Massive MIMO天线系统的深入研究提供有益借鉴。
参考文献：
【相关文献】
［1］见伟，张玉，韩名权.阵列天线通道误差对波束性能的影响分析［J］.无线电工程，2014（11）.
［2］谢斌斌，张骅.通道误差对波束形成性能的影响分析［J］.现代导航，2014（3）：192-196. ［3］虞萍，颜红.有源相控阵天线T/R组件幅相检测［J］.现代雷达，1997（3）：65-67.
［4］ AGRAWAL A，JABLON A.A calibration technique for active phased array antennas ［C］//IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology.IEEE，2003：223-228.
［5］阎鲁滨.相控阵天线幅相校正的简单方法［J］.航天器工程，2006（4）：43-45.。