5G NR 中的 波束管理：5G為什麼要進行光束管理和控制？

圖1、5G是行業熱點

3GPP除了將在Sub 6Ghz部署5G NR外，按照行業的目標，一部分5G NR將會部署在非常高的頻率（毫米波），並且這種高頻毫米波部署將是5G NR最重要的特徵之一。

當我們使用低頻和中頻時，我們可以在所有方向（如下圖的（A））或相對寬的角度（如下圖中的（B））傳輸信號。但是，當我們使用非常高的頻率時，除了使用巨大的天線陣列外，我們沒有太多的選擇。作為使用這種巨大的天線陣列的結果就是所得到的輻射將是如下圖（C）中的天線波束。

圖2、不同的波束形狀

5G為什麼要進行波束管理和控制？

有趣的是，波束成形技術會對無線信號的能量產生聚焦，形成一個指向性波束(Beam)。通常波束越窄，信號增益越大。但副作用是，一旦波束的指向偏離用戶，用戶反而接收不到高質量的無線信號，可謂是差之毫釐，謬以千里!因此我不認為在高頻部署時傳輸信號管理波束是一中技術選擇的問題，我認為這是一種「必須」的實施。在不使用大規模天線陣列的情況下（如圖2中的（A）/（B）），在低/中頻區域，單個天線波束傳輸將同時覆蓋許多UE。然而，當輻射成為（C）的波束形狀時，除非這些多個UE位於非常接近的位置，否則單個傳輸的波束很難覆蓋多個UE。為了解決這個問題，我們需要一個非常複雜的管理/控制天線波束的思路來覆蓋分散在各個方向的多個UE設備，而管理/控制天線波束的機制應該根據情況而不同。

圖3、波束管理示意圖

5G基站可以支持大規模天線陣列，可配置的天線數量甚至可以達到1024根。要充分發揮這些大規模天線陣列的潛力，5G的波束成形技術(Beamforming)或者波束管理和控制技術將是絕對必不可少的!

因此，如何將波束快速對準用戶便成為5G標準中波束管理 (Beam Management)技術的主要內容；

（完）