5G中Massive MIMO评估

2021-06-28 10:41 作者:余网优化 0人读过 | 我要投稿

本文针对sub 6GHz和6GHz以上Massive MIMO的评估，包括天线配置、MU-MIMO的传输层总数、性能指标和评估场景。

天线配置

天线面板阵列每列和每行分别具有（Mg,Ng）个天线面板，并且具有均匀的（dg,H, dg,V）面板间距。

天线结构参数描述为（M、N、P、Mg、Ng），针对sub 6GHz建议单天线面板，即（Mg，Ng）=（1,1）。由于这些参数对进一步的性能评估和制造实施至关重要，因此，提出了6GHz以上（M、N、P、Mg、Ng）的详细参数。

对sub 6GHz频段天线结构的基本原理是尽量保持TRP天线的尺寸紧凑。逻辑上，行和列数（M，N）应彼此接近，以避免极长或窄的矩形天线面板。紧凑型天线面板的另一个好处是在实际部署中满足抗风性能。基于以上分析，将[M=8，N=16，P=2]组合成为16行8列交叉极化天线阵的自然选择，共占256个天线元件。同时，也会有一些场景要求在垂直方向上有更多的空间自由度，例如摩天大楼。因此，还应支持[M=16，N=8，P=2]的替代组合。对于6GHz以上，提出的TRP天线模型配置基于以下原因。

首先，由于功率驱动问题，一个面板不应包含多个天线元件，建议30GHz和70GHz中的一个面板最大64/256个天线元件。

第二：一个面板中的单极化和交叉极化都应该得到支持。在一个面板中给定固定数量的天线元件时，单极化意味着更多天线处于相同的极化方向，从而产生更窄的波束以增加覆盖率，便于在实践中实现。而交叉极化意味着一个面板内的TXRU数量更多，这可以提供更多的空间复用自由度，特别是在室内场景中。

l对于sub 6GHz以下频段，天线配置如下：

1. 对于4GHz，256个Tx/Rx天线单元：（M，N，P，Mg，Ng）=（8,16,2,1,1），（16,8,2,1,1）

2. 对于4GHz，128个Tx/Rx天线单元：（M，N，P，Mg，Ng）=（8,8,2,1,1），（4,16,2,1,1）

3. 对于4GHz，64个Tx/Rx天线单元：（M，N，P，Mg，Ng）=（4,8,2,1,1），（8,4,2,1,1）

l对于6GHz以上频段，天线配置如下：：

1. 对于30GHz，256个Tx/Rx天线单元：（M，N，P，Mg，Ng）=（4,8,2,2,2），（4,4,1,4,4），（2,4,2,4,4）

2. 对于70GHz，1024个Tx/Rx天线单元：（M、N、P、Mg、Ng）=（8,16,2,2）、（8,8,1,4,4）、（4,8,2,4,4）

MU-MIMO传输层总数

对于在sub 6GHz频带中的传输，由于使用最多256个天线单元的数目，这是相对于64个单元的Rel-13的巨大改进，因此应该考虑对MU-MIMO的传输层总数的类似改进。因此，用于MU-MIMO的总传输层的数目应大于8 。

在6GHz以上频段实现高吞吐量的方法主要得益于大带宽，这与sub 6GHz频段有很大的不同。此外，高频的多径环境还不如sun 6GHz频段丰富。最后，TXRU的数目是有限的，因为需要联合波束赋形更多的天线来为通信提供足够的信噪比，以对抗高的路损和实现成本。因此，受TXRU数量的限制，6GHz以上的传输层数量不应超过32层。

Massive MIMO性能指标

对于NR中的大规模MIMO，与LTE相比，将有各种新的确定用途/场景来支持各种未来服务。为了获得大规模MIMO的全尺度评估，现阶段需要同时考虑全缓冲业务和非全缓冲业务。此外，对于某些场景，需要使用完整的缓冲区流量来与IMT高级值进行比较。

1). 全缓冲区流量模型的KPI：

1. 小区/传输点/TRP平均频谱效率

2. 百分之5用户频谱效率

2). 非完全缓冲区流量模型的KPI：