隨著3GPP 5G 標準NSA方案的正式發(fā)布，5G NR相關(guān)商用產(chǎn)品的開發(fā)工作已經(jīng)加快，2018年將是5G標準確定和商用產(chǎn)品研發(fā)的關(guān)鍵一年。當前，5G正處于標準確定的關(guān)鍵階段，國際標準組織3GPP將于今年6月份完成5G SA第一版本國際標準。我國于2016年初率先啟動了5G研發(fā)和試驗，目前已經(jīng)進入第三階段研發(fā)試驗，將推動5G系統(tǒng)設(shè)備基本達到預商用水平。
作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，大規(guī)模多天線技術(shù)，是在基站收發(fā)信機上采用超大規(guī)模天線陣列（比如數(shù)百個天線或更多）實現(xiàn)了更大的無線數(shù)據(jù)流量和連接可靠性。相比于傳統(tǒng)的單/雙極化天線及4/8通道天線，大規(guī)模天線技術(shù)能夠通過不同的維度（空域、時域、頻域等）提升頻譜效率和能量的利用效率；3D賦形和信道估計技術(shù)可以自適應地調(diào)整各天線陣子的相位和功率，顯著提升系統(tǒng)的波束指向準確性，將信號強度集中于特定指向區(qū)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(qū)內(nèi)干擾、鄰區(qū)干擾，是提升用戶信號SINR的絕佳技術(shù)。
如何評價大規(guī)模多天線技術(shù)，針對協(xié)議上有關(guān)大規(guī)模多天線技術(shù)的設(shè)計及算法，采用什么樣的測試指標和測試方法；怎樣衡量大規(guī)模天線系統(tǒng)整體性能，大規(guī)模量產(chǎn)時整體的系統(tǒng)怎樣驗證；大規(guī)模天線系統(tǒng)在不同應用部署場景下，各種場景下性能如何驗證；都是需要從測試角度充分考慮的問題。憑借在5G技術(shù)及測試領(lǐng)域的積累和優(yōu)勢，大唐移動在大規(guī)模多天線測試方面取得了較多的進展。
協(xié)議設(shè)計測試
在5G NR協(xié)議中為了提高覆蓋的性能在不同的傳輸信道定義了不同的下行導頻，針對不同用戶使用不同的DMRS，同時定義了多種多端口CSI-RS專門用于信道質(zhì)量測量和預編碼碼本的計算。在上行信道也采用相同的思想，定義不同用戶的DMRS和多端口SRS用于信道質(zhì)量的測量和預編碼碼本的計算。天線數(shù)增多后，業(yè)務(wù)信道的覆蓋通常能滿足要求，而控制信道的能力并不會隨著天線數(shù)增多而增強，因此控制信道的覆蓋將會成為系統(tǒng)性能的瓶頸。在NR系統(tǒng)中，針對控制信道引入了波束掃描增強覆蓋的技術(shù)。在大規(guī)模多天線中，需要選擇合適的波束掃描的寬度和頻率，進行波束管理和波束跟蹤。在不同用戶位置和信道環(huán)境下，需要驗證基站采用何種碼本發(fā)送和接收，采用發(fā)送幾端口導頻才能使用戶之間干擾很小，導頻占用開銷盡量少，頻譜效率最優(yōu)。針對上述問題，大唐移動提出了對應的測試策略。
1.進行上行導頻和預編碼測試，通過移相系統(tǒng)或者信道模擬系統(tǒng)，遠中近點用戶構(gòu)造不同用戶間干擾及多徑信道對不同端口的SRS發(fā)送方案和上行預編碼版本的計算，進行導頻開銷、碼本計算準確性測試。
2.進行下行導頻和預編碼測試，驗證不同端口的CSI-RS發(fā)送方案和下行預編碼碼本的計算，進行下行測量導頻開銷、碼本計算準確性測試。
3.進行波束掃描的測試，通過移相系統(tǒng)或者信道模擬系統(tǒng)，模擬用戶的不同位置和不同的運動方向，水平+垂直運動，確認不同的用戶接收到理論應該接收的波束，同時進行覆蓋增強的增益的測試。
關(guān)鍵算法性能測試
在現(xiàn)有的一體化系統(tǒng)的架構(gòu)下，大規(guī)模多天線系統(tǒng)的基站研究的方向主要包括：基站天線架構(gòu)設(shè)計、物理層信號檢測、物理層信道估計；MU-MIMO配對算法、用戶調(diào)度和資源分配策略等。隨著天線數(shù)的增多，大規(guī)模多天線的性能將會趨于平緩，天線趨于很多時，信道之間趨于正交，此時可以使用多用戶復用（MU-MIMO）。MU-MIMO技術(shù)的核心是信道估計和多用戶配對算法。快速有效的信道檢測與估計；根據(jù)場景和應用，選擇合適的多用戶配對算法進行物理資源的調(diào)度和資源分配。針對以上這些關(guān)鍵算法的研究，需要進行相應的驗證測試。
首先，需要進行天線校準測試。為了實現(xiàn)精確波束賦形，射頻信號路徑間的相位差須小于±5°。通過使用移相器或者信道模擬器對大規(guī)模天線的所有射頻通道進行校準結(jié)果的驗證。
其次，需要進行干擾抑制性能測試。為了降低用戶之間的干擾，針對給每個用戶發(fā)送的賦形信號之間干擾要盡量小，基站需要進行干擾抑制，在不同信道場景不同用戶位置的情況下，進行干擾抑制的性能測試。
最后，需要多用戶配對性能測試。通過連接信道模擬器，在不同信道場景不同運動速度好中差點多用戶同時存在情況下，選擇合適的用戶之間進行配對，進行吞吐量最大化的多用戶配對性能測試。
大規(guī)模天線系統(tǒng)整體性能測試
