什么是Massive MIMO

4G中，時間和頻率的利用已經很接近理論極限，5G的關鍵是如何利用空間維度再度提升網絡質量。美國貝爾實驗室研究人員研究發現，當小區基站天線數目趨于無窮大時，加性高斯白噪聲和瑞利衰落等負面影響全都可以忽略不計，數據傳輸速率能得到極大提高。

Massive MIMO（大規模天線技術，亦稱為Large Scale MIMO）孕育而生。Massive MIMO指的是發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，信號可以通過發射端與接收端的多個天線發送和接收，在不增加頻譜資源和天線發送功率的情況下，提升系統信道容量和信號覆蓋范圍。

借助多天線下的分集和復用技術，能夠有效提升信息傳輸可靠性和有效性。LTE 3GPP 36.213中引入了7種MIMO傳輸模式：

• 模式1：單天線端口傳輸

• 模式2：發射分集（對抗衰落）

• 模式3：開環空間復用（適用于高速移動環境）

• 模式4：閉環空間復用（提高峰值速率）

• 模式5：多用戶MIMO（提高系統容量）

• 模式6：單層閉環空間復用（提升小區覆蓋，抑制干擾）

• 模式7：單流波束賦形（提升小區覆蓋，抑制干擾）

Massive MIMO的優點

香農定理C=W*Log2*（1+S/N），其中C為速率，W是鏈路的帶寬，S是平均信號功率，N是平均噪聲功率，S/N即為平時說的信噪比。我們從香農定理可以看出，在頻譜資源（W）有限的情況下，發射功率/噪聲由于法規/工藝/費用限制無法提升的情況下，只有通過空間成為提升性能的資源，其本質上也是變相提升了信號功率。

俗版：我通過各種渠道，向你身邊的三姑六婆都傳播同一個信息，也許每個人都有不同的曲解（噪音），最后三姑六婆們將信息都匯總到你這里，你將這些信息的共同點提取出來，合成了一個相對準確的共識信息，這是第一個好處；我通過各種渠道，向你身邊的三姑六婆都傳播不同的信息，每個人得到的信息都不是完整的，你將這些信息匯總后，合成了一個相對完整的信息，這是第二個好處。

延伸閱讀：波束賦形

Massive MIMO無疑是一把雙刃劍，提供更優質信號的同時，系統必須用非常復雜的算法來找到用戶的準確位置，否則就不能精準地將波束對準這個用戶。因此，波束管理和波束控制對Massive MIMO來說就非常重要。

波束賦形——通過信號預處理算法為波束安排最佳路由，它也可以在精準協調下將數據流經由障礙物反射路徑發送到指定用戶。