1、引言

Massive MIMO（大規模天線）技術是4.5G/5G的關鍵技術之一，全球通信業者對Massive MIMO技術都非常關注。中國移動和日本軟銀已經開展了TD-LTE Massive MIMO技術。中國聯通、中國電信、Telkomsel等運營商完成了FDD Massive MIMO外場測試。我國5G第一階段試驗中Massive MIMO被作為關鍵技術，且有華為、中興、愛立信等5家廠商參與試驗。3GPP從R13版本開始已經將支持Massive MIMO作為重要特性之一。

Massive MIMO技術，在基站收發信機上使用大數量（如64/128/256等）的陣列天線實現了更大的無線數據流量和連接可靠性。相比于以前的單/雙極化天線及4/8通道天線，大規模天線技術能夠通過不同的維度（空域、時域、頻域、極化域等）提升頻譜和能量的利用效率；3D賦形和信道預估技術可以自適應地調整各天線陣子的相位和功率，顯著提高系統的波束指向準確性，將信號強度集中于特定指向區域和特定用戶群，在增強用戶信號的同時可以顯著降低小區內自干擾、鄰區干擾，是提升用戶信號載干比的絕佳技術。

如何評價Massive MIMO技術，采用什么樣的測試指標和測試方法，怎樣公平且高效的衡量Massive MIMO技術？這也是當前通信科技業者十分關心問題。

2、Massive MIMO系統架構

支持Massive MIMO的有源天線基站架構以三個主要功能模塊為代表：射頻收發單元陣列，射頻分配網絡和多天線陣列。

射頻收發單元陣列包含多個發射單元和接收單元。發射單元獲得基帶輸入并提供射頻發送輸出，射頻發送輸出將通過射頻分配網絡分配到天線陣列，接收單元執行與發射單元操作相反的工作。RDN將輸出信號分配到相應天線路徑和天線單元，并將天線的輸入信號分配到相反的方向。

RDN可包括在發射單元（或接收單元）和無源天線陣列之間簡單的一對一的映射。在這種情況下，射頻分配網絡將是一個邏輯實體但未必是一個物理實體。

天線陣列可包括各種實現和配置，如極化、空間分離等。

射頻收發單元陣列、射頻分配網絡和天線陣列的物理位置有可能不同于下圖邏輯表示，取決于實現。

圖1 支持MassiveMIMO的有源天線基站架構

3、Massive MIMO測試技術

3.1 天線系統的演進對測試技術的挑戰

隨著天線系統向現代化的發展，尤其是5G的演進，一體化的基站有源天線系統（AAS）形態逐漸成為主流，通道數越來越多，有源天線連接方式也會簡化，RU和天線高度集成，射頻指標不再局限于傳統的RU傳導測試，OTA測試將成為未來測試演進的方向，同時也將帶來極大的測試挑戰。

表1 天線系統的演進對測試技術的挑戰

3.2 測試信號調制化

圖2 測試信號調制

有源天線工作在各種業務載波狀態下實現網絡覆蓋，為真實測試有源天線性能，測試系統需要具備以下測試能力：

1、測試系統需求支持業務信號的幅度、相位測試。尤其是存在的大帶寬信號測試；

2、方向圖測試信號模式需要討論定義。

3.3 天線波束多樣化

圖3 Massive MIMO天線網絡覆蓋示意圖

在天線波束輻射特性趨于復雜場景下：

1：如何準確評估天線業務波束指向準確性、副瓣、波瓣寬度等；

2：如何選擇多波束的測試場景；

3：多波束天線的測試效率問題；

4：對于多波束如何通過二維的輻射特性，評估覆蓋性能。

測試建議：

1：需要評估在兩個主面下，有源天線尤其是Massive MIMO天線指標要求；需要研究定義3D輻射指標要求；

2：在真實業務信號下評估多波束輻射性能，建立測試Case集。

3.4 通信天線頻段高頻化

高頻（毫米波）覆蓋一直屬于業界難題，而Massive MIMO能很好解決該問題。其作為5G的擴展頻段，提供容量保障。