率、频谱效率等方面有很大提高并且还改善了边缘信号的吞吐量以及干扰抑止。
关键词：大规模天线；系统模型；频谱分析；空间分集；波束赋形
中图分类号：TN929.5
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2019）09-0106-04
Research on large⁃scale antenna technology in 5G network
NI Yun⁃feng1，SHI Xiao⁃hong2 （1.Xi’an University of Science and Technology School of Communication and Information Engineering，
Xi’an 710054，China；2.Xi’an University of Science and Technology School of Communication and Information Engineering，Xi’an 710054，China）
网，并在此基础上于 2019 年启动 5G 网络建设，最快 展是从二维到三维，从无源到有源，从高阶多输入多
2020 年正式推出商用服务。而 5G 网络中大规模天 输出到大规模阵列，因为大规模天线技术能把频谱
线技术无疑是最重要的技术。
利用率提高数十倍甚至更高，所以该技术是目前 5G
1 大规模天线
技术唯一重要研究方向。 大规模天线系统的主要应用场景如图 1 所示，
摘要：针对一种适合于 5G 网络使用的天线系统目的的研究，通过对 4G 网络所使用的 MIMO 系统研
究，结合空间分集、波束赋形等技术的理念设计出了一种可行的适合于 5G 网络使用的大规模天线
系 统 ，并 从 其 系 统 模 型 、频 谱 效 率 等 方 面 的 研 究 详 细 分 析 得 出 了 该 系 统 在 通 信 链 路 数 量 和 通 信 效
大规模天线技术可以提高数百倍的系统容量， 被 业 界 认 为 是 5G 移 动 通 信 网 络 中 的 关 键 无 线 技 术。与以前的单天线和 4/8 天线系统相比，大规模天 线 技 术 可 以 提 高 时 域 、空 域 和 频 域 的 频 谱 效 率 。 大
宏 小 区 覆 盖 和 微 小 区 覆 盖 、无 线 回 传 和 局 部 热 点 传 输 。 [2] 基站之间的数据传输、宏站和小型终端之间的 数据传输问题主要依靠无线回传来处理。较偏僻地 区 的 无 线 传 输 依 靠 微 小 区 覆 盖 来 处 理 ，有 些 人 口 密
收稿日期：2018-07-26 稿件编号：201807151
度过高的地区就需要局部热点来解决传输问题。
作者简介：倪云峰（1973—），男，陕西西安人，博士。研究方向：数据采集。 -106-
倪云峰，等 5G 网络中大规模天线技术的研究
1.2 大规模天线技术的优势
图 1 大规模天线技术的应用场景
1）网络容量提高。由于其波束赋形的定向功能
使得频谱效率极大提升，因此提高了网络容量。
2）减少了单位硬件的成本。波束赋形的信号具
备 叠 加 增 益 的 功 能 ，使 得 每 根 天 线 只 需 以 小 功 率 发
射信号，从而避免使用昂贵的大功率放大器，减少了
随着科技的发展，无线通信技术也发展的越来 规模天线的动态组合可以使用波束赋形技术，因此
越 快 ，工 信 部 此 前 发 布 的《信 息 通 信 行 业 发 展 规 划 较小的能量束可以集中在一个较小的区域，信号强
（2016-2020 年）》明 确 提 出 ，2020 年 启 动 5G 商 用 服 度集中在一个特定的方向和特定的用户基础上，显
Abstract: This paper is aimed at the purpose of an antenna system suitable for 5G network. Through the research of MIMO system used in 4G network， combined with the concept of space diversity， beamforming and other technologies，it is feasible to design a suitable 5G network. The large- scale antenna system used，and detailed analysis from its system model，spectrum efficiency，etc.，shows that the system has greatly improved the number of communication links， communication efficiency， spectrum efficiency，etc. and also improved the edge signal. Throughput and interference suppression. Key words: large-scale antenna；system model；spectrum analysis；space diversity；beamforming
务。根据工信部等部门提出的 5G 推进工作部署以 着减少了自干扰和邻域干扰[1]。
及 三 大 运 营 商 的 5G 商 用 计 划 ，我 国 于 2017 年 展 开 1.1 大规模天线技术的应用场景
5G 网 络 第 二 阶 段 测 试 ，2018 年 进 行 大 规 模 试 验 组
大 规 模 天 线 技 术 实 际 就 是 多 天 线 技 术 ，它 的 发
第 27 卷 第 9 期 Vol.27 No.9
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2019 年 5 月 May. 2019
5G 网络中大规模天线1.西安科技大学 通信学院，陕西 西安 710054；2.西安科技大学 通信学院，陕西 西安 710054）