5g空分复用技术

自从5G商用后，外场测试会发现4流(RI=4)情况很难达到，不像LTE网络，RI=2很常见。这其中的原因就需要从空分复用原理说起。

目前的基站以4个逻辑端口、UE以2个接收端口为例，形成的收发矢量图如下：

M根发送天线，N根接收天线，信道系数矩阵可以计为HNxM，上图的信道系数矩阵可以表示为H2x4。

该矩阵又可以进行SVD分解，也就是分解为接收端、发送端以及信道特性，比如H2x4 = U2x2 * A2x4 * V4x4 ，U2x2表示的就是接收端向量矩阵，A2x4 表示空口的特性值矩阵，V4x4 是发送端的向量矩阵。

这样拆分的意义在哪里呢？

每功率谱密度通过空分复用形成的增益如下：

从公式来看，红色曲线是效果最好的，可以形成SINR值快速增长。所以说双流的空分复用效果是最好的，单流次之(这里会有分集增益)，而双层只使用一层，效果是最差的。

这里还有一个其他概念，目前的天线都是极化天线，拆开天线面板，天线内部的天线布防是正负45°交叉布防，形成一个极化方向，如下图：

在LTE网络中，极化天线的扩展角度普遍使用8和15度，5G全网主要使用15度，8个SSB波束，这样就可以形成120度的覆盖范围，通过现网测试来看，四收终端形成双流很普遍，但形成三流和四流难度大幅度增加，需要的SINR如下：

原因就是双流的形成其实不需要空分复用，只要极化就能形成。而要形成四流，需要的SINR达19dB，基本只能在小区中心区域。

目前5G的波束较4G越来越窄，其实从单用户的角度来看，波束越细就需要越精确的信道信息反馈和越低的移动速度，波束对不准UE的话，性能反而会下降。

5G的四流形成必需使用空分复用，也就是在极化的两个方向上形成传输的双流，所以小区边缘的用户还是以双流为主，四收终端的功能在于邻小区干扰消除，而非进行四流传输。