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Massive MIMO 测试技术讲解分析
1、引言
Massive MIMO（大规模天线）技术是 4.5G/5G 的关键技术之一，全球通 信业者对 Massive MIMO 技术都非常关注。中国移动和日本软银已经开展了 TD-LTE Massive MIMO 技术。中国联通、中国电信、Telkomsel 等运营商完 成了 FDD Massive MIMO 外场测试。我国 5G 第一阶段试验中 Massive MIMO 被作为关键技术，且有华为、中兴、爱立信等 5 家厂商参与试验。3GPP 从 R13 版本开始已经将支持 Massive MIMO 作为重要特性之一。
Massive MIMO 技术，在基站收发信机上使用大数量（如 64/128/256 等） 的阵列天线实现了更大的无线数据流量和连接可靠性。相比于以前的单/双极 化天线及 4/8 通道天线，大规模天线技术能够通过不同的维度（空域、时 域、频域、极化域等）提升频谱和能量的利用效率；3D 赋形和信道预估技术 可以自适应地调整各天线阵子的相位和功率，显着提高系统的波束指向准确 性，将信号强度集中于特定指向区域和特定用户群，在增强用户信号的同时 可以显着降低小区内自干扰、邻区干扰，是提升用户信号载干比的绝佳技 术。
如何评价 Massive MIMO 技术，采用什幺样的测试指标和测试方法，怎样
公平且高效的衡量 Massive MIMO 技术？这也是当前通信科技业者十分关心 问题。
2、Massive MIMO 系统架构
支持 Massive MIMO 的有源天线基站架构以三个主要功能模块为代表：射 频收发单元阵列，射频分配网络和多天线阵列。
射频收发单元阵列包含多个发射单元和接收单元。发射单元获得基带输入 并提供射频发送输出，射频发送输出将通过射频分配网络分配到天线阵列， 接收单元执行与发射单元操作相反的工作。RDN 将输出信号分配到相应天线 路径和天线单元，并将天线的输入信号分配到相反的方向。
RDN 可包括在发射单元（或接收单元）和无源天线阵列之间简单的一对 一的映射。在这种情况下，射频分配网络将是一个逻辑实体但未必是一个物 理实体。
天线阵列可包括各种实现和配置，如极化、空间分离等。
射频收发单元阵列、射频分配网络和天线阵列的物理位置有可能不同于下
图逻辑表示，取决于实现。
图 1 支持 MassiveMIMO 的有源天线基站架构
3、Massive MIMO 测试技术
3.1 天线系统的演进对测试技术的挑战
随着天线系统向现代化的发展，尤其是 5G 的演进，一体化的基站有源天 线系统（AAS）形态逐渐成为主流，通道数越来越多，有源天线连接方式也 会简化，RU 和天线高度集成，射频指标不再局限于传统的 RU 传导测试， OTA 测试将成为未来测试演进的方向，同时也将带来极大的测试挑战。
表 1 天线系统的演进对测试技术的挑战
3.2 测试信号调制化
图 2 测试信号调制
有源天线工作在各种业务载波状态下实现网络覆盖，为真实测试有源天线 性能，测试系统需要具备以下测试能力：
1、测试系统需求支持业务信号的幅度、相位测试。尤其是存在的大带宽 信号测试；
2、方向图测试信号模式需要讨论定义。
3.3 天线波束多样化
图 3 Massive MIMO 天线网络覆盖示意图
在天线波束辐射特性趋于复杂场景下：
1：如何准确评估天线业务波束指向准确性、副瓣、波瓣宽度等；
2：如何选择多波束的测试场景；
3：多波束天线的测试效率问题；
4：对于多波束如何通过二维的辐射特性，评估覆盖性能。
测试建议：
1：需要评估在两个主面下，有源天线尤其是 Massive MIMO 天线指标要 求；需要研究定义 3D 辐射指标要求；
2：在真实业务信号下评估多波束辐射性能，建立测试 Case 集。
3.4 通信天线频段高频化
高频（毫米波）覆盖一直属于业界难题，而 Massive MIMO 能很好解决该 问题。其作为 5G 的扩展频段，提供容量保障。