FDD Massive MIMO技術中多用戶空分復用的研究

謝武生 董帝烺

【摘 要】5G技術越來越近，但是LTE網絡在未來還將長期存在，利用5G的Massive MIMO技術來提升LTE網絡的容量非常有價值。通過對Massive MIMO技術提升容量的MU-MIMO理論進行分析，實現在TM9和TM3/TM4模式下的MU-MIMO技術，并且在現網中分別進行了測試驗證，基本達到了預期的效果。最后針對影響MU-MIMO性能的用戶空間分布、激活用戶數、用戶業務類型等因素進行了定量分析，給出MU-MIMO在現網中應用的指導建議。

【關鍵詞】大規模MIMO；多用戶MIMO；傳輸模式9；傳輸模式3/4；時頻網絡資源；空分復用

Research on Multiuser Space Division Multiplexing in

FDD Massive MIMO Technology

XIE Wusheng， DONG Dilang

[Abstract] Though 5G technology comes， LTE network still exists in the future. It is valuable that 5G Massive MIMO technology is used to enhance the capacity of LTE network. MU-MIMO theory based on Massive MIMO technology to enhance capacity is analyzed. The MU-MIMO technology in TM9 and TM3/TM4 modes is implemented. It is tested in existing networks and achieves the desired effect. Finally， the factors to affect MU-MIMO performance such as user space distribution， number of active users and user service types are analyzed quantitatively and the suggestions on the application of MU-MIMO in existing networks are presented.

[Key words]Massive MIMO； MU-MIMO； TM9； TM3/4； time-frequency network resources； space division multiplexing

1 引言

5G非獨立組網（NSA）標準已經于2017年12月份凍結，這標志著5G技術已經逐漸步入商用。在這標準中，5G NR將依靠LTE網絡一起發展，以滿足5G用戶的需求提供一致的服務體驗。同時，經過多年的網絡建設部署，LTE網絡已經擁有廣泛的網絡覆蓋和龐大的用戶群體基礎，并且現在已經占據了95%以上的移動業務流量。未來幾年，在5G終端還未全面普及的情況下，LTE用戶還將繼續保持增長，LTE仍然是MBB服務的主要承載網絡，LTE的流量還將繼續增長，因此利用5G技術來提高LTE容量至關重要。

2 應用5G Massive MIMO提升4G網絡

根據中國IMT-2020（5G）推進組發布的《5G無線技術架構白皮書》，5G無線關鍵技術主要包括：大規模天線、超密集組網、全頻譜接入、新型多址技術、新型多載波技術、先進的調制編碼技術、終端直通技術（D2D）、靈活雙工、全雙工、頻譜共享等技術[1]。考慮到LTE網絡還將持續存在較長的一段時間，如果能把這些5G的技術應用到4G網絡中，這對提升現有網絡的性能，持續推進網絡的發展，將具有非常重要的意義[2]。……