隨著4G用戶總量的快速增長和高清語音、視頻業務的快速普及，未來網絡流量的爆發式增長和有限的頻譜資源之間的矛盾將愈加突出。3D-MIMO利用空分復用技術，可支持16個終端共享相同的時間、頻率資源，將頻譜效率提升4~6倍，有效緩解流量激增和頻譜受限之間的矛盾。
當前無線網絡發展，呈現出熱點更熱的趨勢，20%的區域已經承載了70%的流量。城區CBD、商業中心等核心區域，一方面用戶集中、業務需求量大，另一方面存在高樓遮擋、深度覆蓋不足等問題。3D-MIMO技術提供更高維度的空分復用、更強的波束賦形能力，可有效應對這些複雜場景。
3D-MIMO中的關鍵技術空分復用，又稱空分多址（Space Division Multiple Access，SDMA），在中國提出的第三代移動通信標準TD-SCDMA中就引入了SDMA。根據多天線技術原理，空分復用是多個用戶共享時頻資源，通過空域信道特徵區分多個用戶的信號，同時通過精確的信道相關性估計、用戶配對、幹擾抑制賦形等降低多用戶之間的幹擾。
現網TD-LTE 8天線宏站可以支持4流空分復用，而3D-MIMO引入大規模陣列天線技術，使得空域16流、32流或更多流復用成為可能。
在熱點區域，用戶數多且用戶在三維空間分布範圍大，結合精確的信道估計、用戶配對算法，即可實現空域16層及以上的視頻資源空分復用，讓無線網絡的頻譜效率再上一個臺階。
由於大規模陣列技術的引入，3D-MIMO系統能夠在三維空間產生靈活指向用戶的非常窄的波束，這種極窄波束意味著在有效抑制對復用用戶幹擾、不損失服務用戶主瓣方向能量的前提下，在整個三維空間，3D-MIMO的大規模天線系統可提供最大復用層數，可實現天線數量的空分復用能力。
從技術標準的角度，3D-MIMO實現16流空分復用，不需要定義新的標準規範，完全兼容現網4G終端，即基於現網終端就可以實現多用戶配對，共享信道資源。
從工程實現的角度，一方面，隨著天線數和用戶數的增加，對信道估計、用戶配對和信號處理等算法都提出更高要求。保證空分復用性能的關鍵在於準確地估計多用戶信道響應和高精度實時求取用戶間空域幹擾抑制賦形權值。
另一方面，3D-MIMO系統對中射頻硬體也提出了新的挑戰。提高天線設計集成度，在有限的天面空間中置放更多的天線陣子和射頻通道。隨著空分復用用戶數的增加，對中射頻硬體的通路一致性指標也提出了更高要求。
本文來源：中國信息產業網-人民郵電報 責任編輯： 王曉易_NE0011