【资料解读】GTI Massive MIMO 白 皮 书 

GTI由全球领先的移动网络运营商于2011年共同成立，是一个在全球范围内推动TD-LTE技术发展的国际组织， 同时也是全球通信运营商合作推广TD-LTE技术的开放平台。2016年2月，GTI升级为2.0版本，重点聚焦于构建以运营商为主导、跨行业合作共赢的信息产业生态系统，进一步推动TD-LTE在全球的更广泛商用以及与FDD更深度融合，并在促进4G演进和推动5G发展及融合创新上发挥重要作用。

5月3日GTI发布了Massive MIMO白皮书 V2.0版及IoT服务层架构白皮书，这里给大家简单解读下这部Massive MIMO白皮书的核心内容与目录（本文末尾提供下载链接）。

 

GTI Massive MIMO白皮书 

V2.0版本

编辑日期：2018年2月24日

编辑者：中国移动、华为、ZTE、爱立信

页数：22页

概要：大规模的天线技术对于运营商在从4G到5G的演进中具有重要的意义。LTE TDD制式在部署大规模MIMO方面具有一些先天优势。为了促进大规模天线技术在4G及5G网络上的部署和应用，该白皮书描述了大规模MIMO的技术原理和测试成果，为4G演进和5G部署过程中的运营商和行业合作伙伴提供了参考。

这部白皮书内容包括以下四部分：

• 大规模MIMO原理与TDD在大规模MIMO上的优势
  

• 在典型场景下的大规模MIMO外场测试结果

• 大规模MIMO在4.5G及5G的商用路线图

• 大规模MIMO商用产品的要求及未来增强

目录如下

大规模MIMO基本原理

大规模MIMO（Massive MIMO）作为5G技术的候选者，通过在基站侧采用比现有基站更多的天线来保证无线数据传输率与链路可靠的明显增益。在具有很大天线阵列的大规模MIMO系统里，信号可以在方位角和垂直两个维度上动态调整，因此能量得以更聚焦及精确对准一个特定的UE，进而减少小区之间的干扰及支持更多UE的空间复用。波束赋形（Beamforming）结合很多用户的空间复用（通过大量的收发器与天线单元来实现），帮助区域频谱效率提升了1个数量级。

简而言之，大规模MIMO系统由以下来定义：

• 大量的发射机与接收机（TRXs）

• 空间复用能力

• 多用户调度（MU-MIMO）

• 具备高增益上行与下行的巨大天线阵列

TDD有助于大规模MIMO实现

TDD技术在大规模MIMO系统的频谱效率、网络性能和容量方面具有显著优势，同时也提供了一条可行的4G向5G网络和业务演进的路径。

由于上行链路和下行链路信道的互易性，TDD基站能够获得更完整和未量化的下行链路信道状态信息，以使用更灵活和准确的波束赋形来实现增强小区覆盖和吞吐量。基于更精确的非量化信道状态信息，TDD系统中的多用户调度可以更加灵活和准确，从而进一步提高系统容量。相比之下，FDD基站只能通过UE反馈的码本来获得量化的信道状态信息，从而导致有限的波束赋形和调度灵活性。

TDD系统中信道互易的优势变得更加突出，使得它非常适合于具有64个或更多天线的波束赋形。TDD大规模MIMO部署的另一个优点是，现有的商用3GPP Rel-8/9版本的UE也可以在不进行任何更新的情况下被服务。

大规模MIMO应用场景

大规模MIMO适合于这些应用场景：高业务量、高层建筑、上行链路受限和区域用户大规模垂直分布，但是在高速场景下，多普勒频移会扩大信道均衡和信道估计的误差，影响大规模MIMO空间分割的性能优势。因此目前大规模MIMO不适合高速场景。

大规模MIMO的演进

虽然大规模MIMO的商用配合TDD Rel-8/9 UE已经准备就绪，但3GPP仍在积极推进新版本中的工作，以进一步提高其性能。在3GPP，3D信道建模的研究项目是从2013年开始的，EB(Elevation Beamforming)/FD(FullDimension)-MIMO工作项目完成于2015年12月。在Rel-13版本，针对EB/FD-MIMO引入了几种新功能：如CSI-RS增强、SRS容量等。FD-MIMO通过SU-MIMO和MU-MIMO同时提高了容量和覆盖。它还引发了从被动天线阵列向具有完全灵活性的主动天线阵列的迁移。3GPP Rel-14基于Rel-13版本的FD-MIMO，进一步将其增强为eFD-MIMO。

Rel-13 FD-MIMO具有以下不足之处：（1）只支持最高16个天线端口;（2）CSI报告没有针对多用户空间分割的增强；（3）对于例如小区间干扰、UE高速移动等原因造成的CSI测量丢失没有补偿。

以上Rel-13中的不足已经在Rel-14中得到了增加，主要包括：

• 非预编码CSI-RS：减少CSI-RS开销的机制被引入来支持更大数量的天线端口，将非预编码CSI-RS端口个数从Rel-13版本的(1, 2, 4, 8, 12, 16)扩展到(20, 24,28, 32);

• 波束赋形CSI-RS：非预编码CSI-RS与其他技术被引入来优化UE特定波束赋形CSI-RS资源利用效率; 

• 上行解调参考信号（UL DMRS）：通过引入正交数大于2的解调参考信号（DMRS）来增强上行解调参考信号;

• CSI报告增强;

下图显示了大规模MIMO在4G演进及即将到来的5G系统中的演进路线图。