5G中Massive MIMO評(píng)估
本文針對(duì)sub 6GHz和6GHz以上Massive MIMO的評(píng)估,包括天線配置、MU-MIMO的傳輸層總數(shù)、性能指標(biāo)和評(píng)估場(chǎng)景。
天線配置
天線面板陣列每列和每行分別具有(Mg,Ng)個(gè)天線面板,并且具有均勻的(dg,H, dg,V)面板間距。

天線結(jié)構(gòu)參數(shù)描述為(M、N、P、Mg、Ng),針對(duì)sub 6GHz建議單天線面板,即(Mg,Ng)=(1,1)。由于這些參數(shù)對(duì)進(jìn)一步的性能評(píng)估和制造實(shí)施至關(guān)重要,因此,提出了6GHz以上(M、N、P、Mg、Ng)的詳細(xì)參數(shù)。
對(duì)sub 6GHz頻段天線結(jié)構(gòu)的基本原理是盡量保持TRP天線的尺寸緊湊。邏輯上,行和列數(shù)(M,N)應(yīng)彼此接近,以避免極長(zhǎng)或窄的矩形天線面板。緊湊型天線面板的另一個(gè)好處是在實(shí)際部署中滿足抗風(fēng)性能?;谝陨戏治?,將[M=8,N=16,P=2]組合成為16行8列交叉極化天線陣的自然選擇,共占256個(gè)天線元件。同時(shí),也會(huì)有一些場(chǎng)景要求在垂直方向上有更多的空間自由度,例如摩天大樓。因此,還應(yīng)支持[M=16,N=8,P=2]的替代組合。對(duì)于6GHz以上,提出的TRP天線模型配置基于以下原因。
首先,由于功率驅(qū)動(dòng)問題,一個(gè)面板不應(yīng)包含多個(gè)天線元件,建議30GHz和70GHz中的一個(gè)面板最大64/256個(gè)天線元件。
第二:一個(gè)面板中的單極化和交叉極化都應(yīng)該得到支持。在一個(gè)面板中給定固定數(shù)量的天線元件時(shí),單極化意味著更多天線處于相同的極化方向,從而產(chǎn)生更窄的波束以增加覆蓋率,便于在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)。而交叉極化意味著一個(gè)面板內(nèi)的TXRU數(shù)量更多,這可以提供更多的空間復(fù)用自由度,特別是在室內(nèi)場(chǎng)景中。
l對(duì)于sub 6GHz以下頻段,天線配置如下:
1.?對(duì)于4GHz,256個(gè)Tx/Rx天線單元:(M,N,P,Mg,Ng)=(8,16,2,1,1),(16,8,2,1,1)
2.?對(duì)于4GHz,128個(gè)Tx/Rx天線單元:(M,N,P,Mg,Ng)=(8,8,2,1,1),(4,16,2,1,1)
3.?對(duì)于4GHz,64個(gè)Tx/Rx天線單元:(M,N,P,Mg,Ng)=(4,8,2,1,1),(8,4,2,1,1)
l對(duì)于6GHz以上頻段,天線配置如下::
1.?對(duì)于30GHz,256個(gè)Tx/Rx天線單元:(M,N,P,Mg,Ng)=(4,8,2,2,2),(4,4,1,4,4),(2,4,2,4,4)
2.?對(duì)于70GHz,1024個(gè)Tx/Rx天線單元:(M、N、P、Mg、Ng)=(8,16,2,2)、(8,8,1,4,4)、(4,8,2,4,4)
MU-MIMO傳輸層總數(shù)
對(duì)于在sub 6GHz頻帶中的傳輸,由于使用最多256個(gè)天線單元的數(shù)目,這是相對(duì)于64個(gè)單元的Rel-13的巨大改進(jìn),因此應(yīng)該考慮對(duì)MU-MIMO的傳輸層總數(shù)的類似改進(jìn)。因此,用于MU-MIMO的總傳輸層的數(shù)目應(yīng)大于8 。
在6GHz以上頻段實(shí)現(xiàn)高吞吐量的方法主要得益于大帶寬,這與sub 6GHz頻段有很大的不同。此外,高頻的多徑環(huán)境還不如sun 6GHz頻段豐富。最后,TXRU的數(shù)目是有限的,因?yàn)樾枰?lián)合波束賦形更多的天線來為通信提供足夠的信噪比,以對(duì)抗高的路損和實(shí)現(xiàn)成本。因此,受TXRU數(shù)量的限制,6GHz以上的傳輸層數(shù)量不應(yīng)超過32層。
Massive MIMO性能指標(biāo)
對(duì)于NR中的大規(guī)模MIMO,與LTE相比,將有各種新的確定用途/場(chǎng)景來支持各種未來服務(wù)。為了獲得大規(guī)模MIMO的全尺度評(píng)估,現(xiàn)階段需要同時(shí)考慮全緩沖業(yè)務(wù)和非全緩沖業(yè)務(wù)。此外,對(duì)于某些場(chǎng)景,需要使用完整的緩沖區(qū)流量來與IMT高級(jí)值進(jìn)行比較。
1). 全緩沖區(qū)流量模型的KPI:
1.?小區(qū)/傳輸點(diǎn)/TRP平均頻譜效率
2.?百分之5用戶頻譜效率
2). 非完全緩沖區(qū)流量模型的KPI:
?平均5、50、95%的用戶吞吐量
Massive MIMO的評(píng)估場(chǎng)景
基于室內(nèi)熱點(diǎn)?Indoor Hotspot、密集城市Dense Urban 和城市宏站?Urban Macro的部署場(chǎng)景。這些部署場(chǎng)景的系統(tǒng)參數(shù)總結(jié)在表1~3中。
表1和表3列出了室內(nèi)熱點(diǎn)、密集城市和城市宏觀的其他屬性。


