从 GTI 的 Massive MIMO 白皮书上,我们看到 Massive MIMO 的硬件部署已经逐渐开始,早期的部署主要以 16T 为主,未来也可以随着软件的持续升级来平滑过渡到 5G。
目前我们也看到国内产业链已经做了很多工作:
1、中兴通讯
2015 年,中兴通讯基于 TDD 的 Pre5G Massive MIMO 完成产品开发和外场测试,多家运营商开始商用测试和部署。根据中兴官网披露:中兴通讯已经与全球诸多运营商开展深入合作。在国内,与中国移动合作,在中国 90%以上的省份进行了 Pre5G Massive MIMO 预商用部署。在国际市场,与日本软银,Telefonica,奥地利 Hutchison Drei,韩国 KT,比利时 Telenet 等运营商签订 5G 战略合作协议,确立 5G 领导者地位。目前,全球 30 个国家,超过 40 张 Pre5G 网络正在展开部署。
中兴通讯的 TDD Massive MIMO 支持主流的 TDD 频段,设计了 128 个天线阵子,暂时只支持 16 流传输,完全实现 3D 波束赋形。同时兼容现有终端机型,并采取了 BBU+AAU 的架构可用来做后续的 5G 演进。同时中兴推出的AAU 尺寸只有 740*477*180mm,目前是 在 TDD-LTE Massive MIMO 上取得重大进展的同时,2016 年中兴通讯创新推出全球首个基于 FDD-LTE的 Massive MIMO 产品。中兴通讯的 FDD Massive MIMO 具备以下三点优势:1、成倍提升现有站点容量,商用网络预期平均可提升网络容量 3 倍左右,最高提升 8 倍左右;2、兼容现有 LTE 终端,无需终端进行任何更改;3、采用 AAU/BBU 分离设计,无需更改现有站点架构,易于开通部署。
2017 年 7 月在中国联通泉州外场,中兴通讯 FDD Massive MIMO 预商用验证峰值创新高,采用 3D MIMO 结合 MU MIMO 技术,在 20MHz 频谱上,使用 6 部商用 4G 终端,完成 12 流验证,单用户平均速率 120Mbps 左右,小区峰值速率高达 710Mbps+,频谱效率是传统宏基站的 4.8 倍。去年底,中兴通讯联合中国联通启动了全球首个FDD Massive MIMO 预商用实验局,经过第一阶段的努力已完成基本功能验证,目前进行的第二阶段验证成果喜人。在基站芯片方面,中兴通讯自主研发的矢量处理芯片 MCS2.0 提供了强大的信号运算与处理能力,为 FDD Massive MIMO 复杂的算法实现提供了可能。
2、华为
根据华为官网新闻:“华为联合中国移动于 2014 年 9 月推出全球首台实验室 Demo 测试样机,于 2015 年 9 月推出第一台 Massive MIMO 商用样机。在 2015 年底及 2016 年初,北京移动、东京软银分别开通了 Massive MIMO 商用测试站点,单载波实测速率超过 650Mbps。目前华为已与全球 20 多家领先运营商合作,进行 Massive MIMO 应用于移动通信领域的各种商用场景验证,以及严酷的测试工作,频段覆盖 2.3GHz、2.6GHz、3.5GHz 等 TDD 主流频段,为 Massive MIMO 商用部署奠定了坚实基础。”
与中国移动在全国 30 多个城市的合作中,华为联合中国移动全方位验证及测试 Massive MIMO 在三高一限(高楼、高话务、高干扰、上行受限)的各种商用场景,目前能够实现的功能如下:
参考观研天下发布《2017-2022年中国基站天线行业深度研究及十三五发展机会分析报告》
3、运营商
从 2011 年开始,中国移动就启动了 Massive MIMO 技术研究、性能评估和产品设计。2013 年,中国移动联合华为、中兴等完成 Massive MIMO 的原型样机开发和性能验证,并且主导启动 Massive MIMO 增强功能的标准化工作。
2015年 9 月,中国移动联合华为在上海 4G 商用网上成功开通全球首个基于 LTE-TDD 网络的 Massive MIMO 基站,并完成外场验证测试。测试基于 4G 商用智能手机,在现网单载波 20MHz 频谱实现下行 630Mbps 吞吐量,刷新了 TD-LTE 商用空口吞吐量新纪录。采用 Massive MIMO 技术实际频谱效率达到 43Bit/Hz,是原来的 5-6 倍。此次试验基于 4G 基础向 4.5G 演进,采用华为 Massive MIMO 多天线系统单模块内置 128 个射频通道和 128 根天线,支持TD-LTE 所有主流频段,且可兼容现有 4G 终端。
2016年,中国移动在北京、杭州等城市率先进行的商用试点,并联合厂家发布全球首款 2.6GHz 三载波 Massive MIMO 商用产品。结果显示,在现阶段的极热点区域,Massive MIMO 相比传统 8 天线宏站能带来 1.5 到 2.5 倍的频谱效率提升,并且可进一步激发用户需求。2017 年至今,中国移动计划已在全网热点区域分阶段正式商用 Massive MIMO。
中国移动研究院副院长黄宇红表示,中国移动计划分三阶段增强 Massive MIMO 技术。
第一阶段,在 2017 年充分利用 TDD 技术特有优势商用 Massive MIMO 第一个版本产品,现有 4G 商用终端可以直接获益。
第二阶段,2018 年-2019 年由 Massive MIMO 基础版本产品软件升级至增强版本,可进一步提升 20%的系统性能。第三阶段,2020 年,根据需要将 Massive MIMO 增强版本软件升级至 5G。同时,引入支持 5G 新空口的全新形态产品。
中国联通于 2017 年 1 月携手华为在上海外场共同完成了业界首个 FDD 制式的 Massive MIMO 技术验证,在 20MHz 频谱上,使用 FDD LTE 商用终端进行测试,大幅提升了频谱效率。从表现来看,手机平均速率可达 87Mbps,完全可以支撑用户流畅地观看 4K 高清视频;网络峰值可达 697.3Mbps,是传统 FDD LTE 的 4.8 倍。
在 Massive MIMO 演进策略方面,中国联通提出了基于 LTE 演进和面向 5G 的“两条发展路线”;在产业研发方面,完成了业内首个 3.5GHz 频段 Massive MIMO 原型机的联合研发和验证,并与厂家开展了第一阶段测试。
据联通网络研究院专家透露,中国联通在 Massive MIMO 方面的未来发展规划分两部分:
2017 年计划开展 FDD Massive MIMO 的外场商用试验测试,选取两三个试点城市进行测试;
针对未来 5G 部署的频段(如 3.5GHz 以及 6GHz 以上高频频段),开展面向 5G 的 Massive MIMO 研究和测试,进行样机外场测试验证。
中国电信与中兴在 2017 年初一起进行了 Pre5G FDD Massive MIMO 联合测试。基于中兴通讯在 Pre5G TDD Massive MIMO 技术上的深厚积累,成功将 Massive MIMO 技术引入 FDD-LTE 制式,可以在现有频谱基础上有效提升小区吞吐量 3 倍以上,并可应用于占全球 LTE 网络总数 85%以上的 FDD-LTE 网络。此次试验的 Pre5G 解决方案是中兴通讯的新一代标杆创新产品,兼容现有终端,在现有频谱条件下实现网络加速,具备快速部署、明显提升业务感知的能力。中国电信与中兴通讯 Pre5G TDD Massive MIMO 外场商用实验测试正在加快进行中,有望尽快形成规模商用。
4、独立天线厂商:通宇通讯、摩比发展、京信通信
在 2015 中国国际信息通信展上,通宇通讯以“深化 4G 创新,探索 5G 需求”为主题,分别展示了基站天线、微波天线、射频器件和室分终端等四大系列创新解决方案与产品,全面展示了在通信领域天线产品的核心竞争力,通宇通讯展出的 2.6G最大规模阵列 Massive MIMO 基站天线获业绩好评,将作为未来第五代移动通信智能基站。今年以来通宇正在进行 Massive MIMO 配套的天线产品研发,并与运营商合作参与部分实验网的实验。部分 Massive MIMO 产品已经在试点商用测试,从运营商方面反馈的数据显示效果不错。
摩比发展在 2015 年巴塞罗那召开的 MWC 上,展示了同中兴通讯共同研发的全球首款基于 TDD-LTE 的 Massive MIMO 天线,意味着公司与设备商的合作开始布局 Massive MIMO 这一关键技术。公司一直以来与中兴合作进行 Pre-5G 项目研发和产品技术商用, Pre-5G 技术基于 4G 或者 4.5G 的频谱来进行 5G 概念性的测试,用 5G 的关键技术实现在 4G 平台上的应用。随着中兴逐步开始拓展的 Pre-5G 技术产品商用,部分产品今年实现销售预期。
京信通信基站天线发货量一直稳占全球前三甲,美国 EJL 在 2011~2015 年移动通信基站天线分析报告中,京信连续五年被评为全球一级供应商。全球一级供应商一共只有 4 名,分别是中国的京信、华为,德国的 Kathrein 及美国的康普。Massive MIMO 未来的发展将是有源化的典型形式,射频单元和天线一体化。京信通信历史上在天线、直放站以及射频单元都有较深的积累。在今年八月举行的“5G 高频段国际论坛暨产业推进会”上京信正式加入中国移动 5G 联合创新中心。作为国内独立天线厂商龙头企业,我们相信京信通信在 Massive MIMO 市场来临之际也将有所作为。
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