2023年超维度天线（E-MIMO）技术白皮书-中信科移动.docx

超维度天线（E-MIMO）技术

白皮书

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CONTENTS目录

摘要

摘要 01

第一章：引言 02

第二章：多天线技术的发展趋势 05

第三章：集中式多天线系统的空间维度扩展 10

第四章：分布式多天线系统的空间维度扩展 14

第五章：多天线系统的智能维度挖掘 19

第六章：多天线系统的功能维度增强 24

第七章：多天线系统的能效维度优化 27

第八章：总结与展望 30

缩略语 33

参考文献 34

01

摘要

摘要

ABSTRACT

由于多天线技术在频谱效率提升、传输可靠性增强、覆盖扩展以及干扰抑制能力改善等方面的显著优势，该技术已经在移动通信系统中得到了成功的应用并发挥了重要的作用。在下一代移动通信系统（6thGeneration,6G）中，作为能够促进系统性能进一步提升，推动系统业务与应用领域进一步拓展的核心技术之一，多天线技术仍将起到关键的支撑作用。在这一技术背景之下，结合近年来多天线技术理论与相关实现技术的演进情况以及未来移动通信系统与业务需求的发展趋势，本白皮书对多天线技术的总体发展动向进行了分析并论述了超维度天线（ExtremeMultipleInputMultipleOutput，E-MIMO）的概念及其内涵：围绕空间维度扩展这一发展主线，白皮书中分别对多天线系统在集中式部署形态和分布式部署形态中的空间维度扩展方式进

行了讨论；针对智能维度，白皮书对通信系统智能化演进与多天线技术维度扩展之间的联系进行了分析；针对功能维度，白皮书对多天线技术在非传统通信领域的拓展潜力进行了讨论；针对能效维度，面对“双碳”目标与运营成本控制的需求，白皮书对多天线技术在能耗维度优化问题方面所存在的挑战与相应的解决思路进行了探讨。通过以上几方面的探讨与论述，白皮书力图从多天线技术研究、标准化及产业推动的角度，对多天线技术在未来移动通信系统中的发展潜力进行预判并对其技术演进方向进行展望。与此同时，中信科移动通信技术有限公司（中信科移动）更期望偕同产业界和学术界以此为契机，着眼于更为广阔的未来，通过政产学研用的深入合作，共同推进多天线技术的进一步发展乃至下一代移动通信系统与相关产业的再次腾飞。

02

引言

FOREWORD

03

第一章：引言

面对多种多样的新兴业务形态以及终端连接数和数据流量规模的爆炸式增长，未来移动通信系统对于无线链路传输能力的提升有着更为迫切的需求[1-3]。为了应对这一巨大挑战，对无线信道资源的进一步拓展和更为高效的利用，仍将是移动通信系统中最为核心的两大问题。实际上，几乎每一代移动通信系统的研究与标准化工作，都是围绕着频谱资源的拓展和频谱利用效率的提升这两条主线进行推进的。

在传统的频率、时间、码字等无线信道资源维度之外，多天线（Multi-Antenna或称MultipleIn-putMultipleOutput，MIMO）技术开启了信道空间维度资源挖掘的新篇章[4,5]。根据MIMO信道容量理论，使用了多天线之后，无线信道可以被分解为若干相互没有干扰的并行数据通道。理论上，各个并行的数据通道都可以重复使用相同的时、频、码资源，从而可以在空间上实现信道资源利用效率的倍增。根据具体的系统配置、信道条件与业务需求，多天线系统可以用于提高系统的频谱效率、提升用

户的峰值速率、改善小区边缘覆盖或增强传输可靠性。鉴于多天线技术的上述优势，该技术在移动通信系统中得到了广泛的应用。

为了提升传输可靠性，在3G（3rdGeneration）系统中业界便开始使用较为简单的空间分集技术。此外，在中信科移动的大力推动之下，TD-SCDMA（TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMul-tipleAccess）系统中开创性地引入了波束赋形技术。事实证明，波束赋形技术对于改善边缘覆盖、抑制干扰、提升接收信号质量以及整体网络性能的增强起到了至关重要的作用。

从4G（4thGeneration）系统开始，多天线技术的标准化应用进入了全面发展阶段。实际上，LTE（Long-TermEvolution）系统的物理层构架正是建立在MIMO+O