回顾无线电通信技术，从1895年意大利科学家马可尼向大洋彼岸发出第一份无线电报至今，已经走过了120多年，在社会生活、航空航天、军事等领域发挥了不可替代的作用。贴近普通人的移动通信给我们的生活和工作带来了极大的便利。今天的人类无法想象没有网络的生活会是什么样子。
在移动通信网络中，整个系统前端的关键部分——天线从未停止升级。天线在通信系统中起着接收和发送信号的重要作用，所有的通信数据都需要通过天线传输，因此天线的性能直接影响整个无线通信系统的性能。天线的发展也是从最初的全向天线、单频信道到现在的多频多信道、大规模天线技术。
随着信息化、数字、大数据的不断发展，对天线技术的发展也有了更高的要求，通信系统正在向更高的频段、更宽的带宽发展。为了应对日益复杂的场景变化，如建筑物内信号差、广域通信质量要求高等。大规模天线技术的要求不断叠加。很多读者可能不知道什么是大规模天线技术，它给行业带来了什么价值，和5G有什么关系，未来的趋势是什么。今天让我们一起讨论这些话题。
Massive MIMO技术有什么价值？
在讨论大规模天线技术及其对行业的价值之前，我们先简单介绍一下Massive MIMO的含义。用于基站的大规模天线阵列被称为Massive MIMO。为了便于理解，我们从区分传统设备的角度进行分析。大规模天线技术有两个关键变化：
1.天线顺序的改变。与传统设备的2天线、 4天线、 8天线相比，使用Massive MIMO技术的通道数可达32或64个，天线阵数可达192、 512甚至更高，大大超越了传统设备的增益。
2.信号覆盖范围。以前只有水平方向移动变成了水平方向和垂直的空域移动，信号的辐射是电磁波束。
Massive MIMO技术主要用于提升网络覆盖、用户体验、系统容量。目前，这项技术已经广泛应用于无线通信领域，比如4G时代人们日常生活中主要使用的通信网络和Wi-Fi热点。理论上，天线的数量直接影响通信系统的频率效率、传输速率和可靠性。为了保证通信服务质量，通信基站将配备大量天线，以提高通信频谱的效率。而Massive MIMO技术可以将通信波数集中在规划范围内，有效避免不同区域信号之间的干扰，降低通信的传输功率。从应用场景来看，大规模天线技术的价值主要包括：
1.在城市区域覆盖的场景中，如城市环境中的写字楼，用户空间分布广，人口密集但分散。由于墙体的磨损，传统设备的网络覆盖相对较差。大规模天线技术可以满足这类场景下高质量数据传输的需求，大大提升了城市用户的移动网络体验。
2.局部热点主要针对大型活动、演唱会、商场、户外聚会、交通枢纽等高用户密度区域。这些局部干扰多为、，地形复杂，人员流动分散，整体数据传输量大。大规模天线技术可以为他们提供高质量的数据传输服务，给用户带来网上冲浪的乐趣。
3.在郊区覆盖和无线回传的场景中，郊区覆盖主要解决偏远地区的无线传输问题，而无线回程主要解决基站之间，尤其是宏站和Small Cell之间的数据传输问题。
天线技术的大规模应用提高了网络覆盖和通信系统能力，也可以帮助通信运营商充分利用现有基站地址和频谱资源，为5G通信系统的发展和实施提供了极大的资源便利，也深刻影响了基站天线行业的发展趋势。
5G带来逐渐增强的竞争力
5G网络建设如火如荼。我们可以看到，5G的应用已经渗透到了工业制造、、医疗领域、、矿产能源等上千个行业。5G给行业带来了效率和成本的转变。在这些行业不断发展趋势的背景下，也深刻影响了基站天线行业的发展。我们知道5G最大的核心特点是广连接，低延迟，大带宽，大带宽的能力与Massive MIMO的多通道能力完美匹配，成为具有5G特性的放大器。
我们知道4G时代引入了多天线技术，最大的变化就是提升了小区峰值速率和小区边缘覆盖性能。5G时代，随着部署频段的升级，多天线技术的规模进一步扩大，Massive MIMO为用户带来了更好的立体网络覆盖性能和效率体验。比如在地铁场景中，华为和中国电信联合推出的Massive MIMO技术，有效解决了室内5G小区间的干扰问题，用户的网络速率提升了40%以上。这个场景的成果也可以复制到商超、餐厅、体育场等场景，将为用户和行业带来多场景5G升级的千兆体验。
在5G时代，也需要将多天线技术带入网络通信的各个频段，在这些各个频段释放大带宽的能力和体验。在工业实践中，对5GSM MIMO设备的基站尺寸进行了创新，变得越来越小，降低了5G网络的更新部署成本，带来了相对4G十倍的体验升级。
在户外场景中，我们知道城市化中有很多拥挤的地方，比如景区中的、交通枢纽，其特点是数百人在某个时间点停留在一起，从而在某个区域产生了巨大的数据量。在这种场景下，无线环境复杂，人流量相对较大。通过更密集的网络设施和5G Massive MIMO部署，可以解决集中式和大网络容量的需求。
通过Massive MIMO在这些场景中的实践应用，我们可以发现其日益增强的产业竞争力。在实际落地应用中，不仅带来了5G价值的升级，也为一些5GtoB业务找到了方向。未来，Massive MIMO还将继续升级迭代，不仅是天线规模的增加，还有创新天线阵列实现、创新部署形式、创新应用的发展。向超大规模天线进一步演进和升级，提供更高的频谱效率、能效和更多创新应用。
2.智能化方向的进化。随着人工智能和机器学习的不断演进和深入发展，整个通信网络的演进也将朝着支持自动配置、自动部署、自动优化的网络智能方向演进。一些潜在的新应用场景将会出现，集中式和分布式超大规模天线的灵活部署将进一步满足信息应用的需求，为新应用提供更好的覆盖和连接性能。特别是在应急通信场景中，超大规模天线在空地一体化场景的应用和卫星通信的组合服务中，为用户提供了无处不在的链接。
3.低碳生活的发展。绿色Massive MIMO需要在站点、功率的多个方面进行突破性创新。Massive MIMO技术需要向更窄的业务信道演进，从而降低基站的发射功率，进一步降低基站的能耗。对于基站的建设成本，需要进行技术的迭代，使覆盖最大化，使其发射功率和覆盖达到最低功耗配置。同时也要保证运营商效益和用户体验的升级。这种共赢局面需要产业和技术的不断打磨和升级，无线通信产业的价值演进任重道远。
超大规模天线技术的发展给未来的数字世界带来了很大的想象空间。也许在未来，我们可以在城市空间的任何一个角落，顺畅无阻地进入数字世界、视频会议、大型游戏、视频内容的下载，甚至元宇宙数字世界的漫游，都不再受到密集人群和高数据的网络需求的限制。
