圖1：大規模MIMO：波束賦形和空分復用組合。

規模MIMO的技術優勢

大規模MIMO技術的主要優勢如下：

（1）根天線消耗的功率極低。理想情況下，在總發射功率一定的條件下，每根天線所用發射功率與天線數量成反比例關系，并且在發射信噪比一定的條件下，總的發射功率也與天線的數量成反比例關系。因此，每根天線所需的發射功率與天線數量的平方成反比。從而有效降低大規模MIMO的應用中所消耗的功率。

（2）信道“硬化”。當天線數趨于無窮大時，信道矩陣可以采用隨機矩陣的理論進行分析，信道矩陣的奇異值將趨向已知的漸進分布[4]，并且信道向量將會趨向正交，最簡單的信號處理方法是漸進最優的。

（3）熱噪聲和小尺度衰落的影響消除。采用線性信號處理方法，熱噪聲和小尺度衰落對系統性能的影響會隨著天線數量的增加而減小，并且熱噪聲和小尺度衰落的影響與小區間的干擾相比可以忽略不計。

（4）空間分辨率提升。在大規模MIMO系統中隨著基站天線數的增多，波束形成能夠把所傳輸的信號集中到空間的一個點上，即基站能夠精確分辨每一個用戶，從而提高了空間分辨能力。

大規模MIMO面臨的挑戰

雖然大規模MIMO具有許多優點，但也存在一些挑戰，包括：

1.前傳接口連接的高吞吐量

2.天線陣列校準

3.天線單元間的相互耦合

4.不規則的天線陣列

5.天線陣列復雜

大規模MIMO遭遇的挑戰還來自如何去表征信號，測量天線陣列功率的要求不曾在傳統使用電纜傳導接口的場合出現過。

有意義的表征只能使用OTA (Over-The-Air) 測試實現。主要因為：成本、高頻率下進行耦合帶來的高插損等原因使得電纜測試方法不可行;以及大規模MIMO 系統將無線收發器集成到天線中，這導致失去射頻測試端口。這種模式改變的結果是什么?

3D OTA測量

過去，將功率作為時間、頻譜或編碼(CDMA 系統)的函數進行測量。波束賦形的到來增加了另一個維度：空間或功率相對于離開方向。圖2 給出功率測量示例。空中測量參數可以分為兩大類：研發、認證或一致性測試對于被測設備輻射特性的完整評估，以及生產中的校準、驗證和功能測試。