大唐移動5G大規模多天線測試解決方案

隨著3GPP5G標準NSA方案的正式發布，5G NR相關商用產品的開發工作已經加快，2018年將是5G標準確定和商用產品研發的關鍵一年。當前，5G正處於標準確定的關鍵階段，國際標準組織3GPP將於今年6月份完成5G SA第一版本國際標準。我國於2016年初率先啟動了5G研發和試驗，目前已經進入第三階段研發試驗，將推動5G系統設備基本達到預商用水平。

作為5G的關鍵技術之一，大規模多天線技術，是在基站收發信機上採用超大規模天線陣列（比如數百個天線或更多）實現了更大的無線數據流量和連接可靠性。相比於傳統的單／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可以自適應地調整各天線陣子的相位和功率，顯著提升系統的波束指向準確性，將信號強度集中於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干擾、鄰區干擾，是提升用戶信號SINR的絕佳技術。

如何評價大規模多天線技術，針對協議上有關大規模多天線技術的設計及演算法，採用什麼樣的測試指標和測試方法；怎樣衡量大規模天線系統整體性能，大規模量產時整體的系統怎樣驗證；大規模天線系統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。憑藉在5G技術及測試領域的積累和優勢，大唐移動在大規模多天線測試方面取得了較多的進展。

協議設計測試

在5G NR協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，同時定義了多種多埠CSI－RS專門用於信道質量測量和預編碼碼本的計算。在上行信道也採用相同的思想，定義不同用戶的DMRS和多埠SRS用於信道質量的測量和預編碼碼本的計算。天線數增多後，業務信道的覆蓋通常能滿足要求，而控制信道的能力並不會隨著天線數增多而增強，因此控制信道的覆蓋將會成為系統性能的瓶頸。在NR系統中，針對控制信道引入了波束掃描增強覆蓋的技術。在大規模多天線中，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境下，需要驗證基站採用何種碼本發送和接收，採用發送幾埠導頻才能使用戶之間干擾很小，導頻佔用開銷盡量少，頻譜效率最優。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，通過移相系統或者信道模擬系統，遠中近點用戶構造不同用戶間干擾及多徑信道對不同埠的SRS發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，驗證不同埠的CSI－RS發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，通過移相系統或者信道模擬系統，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。

關鍵演算法性能測試

在現有的一體化系統的架構下，大規模多天線系統的基站研究的方向主要包括：基站天線架構設計、物理層信號檢測、物理層信道估計；MU－MIMO配對演算法、用戶調度和資源分配策略等。隨著天線數的增多，大規模多天線的性能將會趨於平緩，天線趨於很多時，信道之間趨於正交，此時可以使用多用戶復用（MU－MIMO）。MU－MIMO技術的核心是信道估計和多用戶配對演算法。快速有效的信道檢測與估計；根據場景和應用，選擇合適的多用戶配對演算法進行物理資源的調度和資源分配。針對以上這些關鍵演算法的研究，需要進行相應的驗證測試。

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