圖1、波束形成（Beamforming）和Massive-MIMO技術正在推動移動網路的發展

MIMO技術的改進支持先進的移動網路容量和5G的商用化

MIMO（多輸入，多輸出）不是新技術。早期對多通道傳輸系統的研究可以追溯到70年代，並在90年代的蜂窩網路的應用中獲得了重大進展。然而，在通信電路（發射機和接收機）的每一端使用多個天線，可以進一步提高了優化數據速度和使錯誤最小化的能力。

圖2、8T8R和32T32R MIMO天線的對比

三星網路營銷主管Derek Johnston表示：「簡而言之，MIMO是提高網路容量的最有效方式之一。它為移動運營商提供了能有效地將新容量提升到市場所需要的能力，而無需付出購買更多頻譜或者增加新的基站站點等高昂的成本」。「這一點在成熟的LTE市場尤其重要，因為這些市場將從更大的網路容量中受益」。

Wi-Fi和LTE網路通常使用MIMO天線進行更快的傳輸並減輕多徑干擾。大多數LTE部署的是2T2R或4T4R技術。然而，無線通信公司Sprint已經在其2.5GHz的TDD頻段內部署了8T8R的網路。那麼是什麼技術讓這種轉變成為可能的呢？是大規模-MIMO（Massive-MIMO）。

圖3、3D Beamforming所帶來的性能收益

Massive-MIMO正在推動5G網路向前發展，並改變運營商的競爭格局。 LTE Advance Pro和5G是推動業界對Massive-MIMO感興趣的兩大因素。這一點非常重要，因為它將幫助先進的LTE市場獲得更大的容量，並幫助移動運營商進一步開發他們的5G網路。

Massive-MIMO有望在高流量的地點提供更快的連接速度和更多的數據容量，而無需使用任何額外的頻譜。它在小區的邊緣提供更好的小區服務質量。實際上，Massive-MIMO測試顯示了其在動態的城市環境中提供千兆（gigabit）LTE服務的巨大潛力。

圖4、Massive-MIMO技術改善小區吞吐率

三星最近與Sprint合作進行Massive-MIMO測試。三星的Massive-MIMO硬體部署了32個天線，與現有的商用LTE蜂窩部署配置相比，其吞吐量提高了4倍。通過利用Sprint的網路，測試使用2.5 GHz頻譜的20 MHz通道，測試顯示每個通道實現了330 Mbps的峰值速率。這導致了與目前的商業部署相比蜂窩的吞吐量實現了四倍的增長：小區的峰值吞吐量增加了八倍，小區平均吞吐量增加了三倍。

圖5、Massive-MIMO的系統架構

Massive-MIMO技術對於下一代移動網路非常重要，Massive-MIMO具有波束成形（beam-forming）的技術能力，可以將更多的無線電信號集中在高需求地區中的特定用戶設備上。實質上，波束形成（beam-forming）改善了信號接收質量並減少了干擾。三星的Massive-MIMO硬體配備垂直和水平波束成形（beam-forming）技術能力，確保了高可靠性。

而對於頻分雙工（FDD）或者時分雙工（TDD）與Massive-MIMO之間的關係，可能會有一個早期的受益者。 TDD通常與MIMO相關聯，因為它在下行鏈路和上行鏈路上使用相同的頻率。由於FDD需要兩個獨立的通信通道，這使得波束形成（Beamforming）更容易在TDD系統中應用而不是在FDD系統中應用。

圖6、美國運營商的頻譜資源分佈

目前，Sprint是美國唯一同時使用TDD和FDD兩種頻譜類型的移動運營商。儘管擁有第四大用戶群，但是Sprint以擁有204MHz總的頻譜資源領先競爭對手。它還在2.5GHz頻率的網路中使用8T8R技術來運行其LTE TDD網路，並計劃在同一個頻段上接入5G時採用具有 64T64R的Massive MIMO。

Sprint計劃在明年在美國推出Massive-MIMO技術，在需要更多容量的蜂窩站點部署三星的無線電技術，該技術最多配備128個天線單元。而且因為天線單元非常小，所以它們可以與無線電緊密地結合在一起。這意味著運營商將不必從其他供應商處購買單獨的天線。

圖7、Massive-MIMO技術的部署場景

三星還展示了推進64T / 64R商業化解決方案的部署路線圖。這體現了其通過Massive-MIMO硬體實現 LTE Advanced技術和5G蜂窩網路的承諾，與目前的商用部署相比，這將使蜂窩峰值吞吐量增加8倍，與當前的LTE Advanced技術相比提高3倍以上的蜂窩吞吐量。

（完）