5G AAS白皮书：迈向高级天线系统的关键技术与挑战

5G AAS白皮书——"Advanced Antenna Systems for 5G - 2019"详细探讨了5G时代下高级无线通信系统的关键进展和技术挑战。这份文档首先介绍了5G网络中所面临的主要问题和5G技术如何通过改进天线设计来解决，重点涵盖了5G所承诺的能力以及天线在其中的作用。 第2章详细分析了5G天线方法面临的挑战，包括如何适应更高的数据速率、更低的延迟以及更大的连接密度。4G时代的天线技术回顾在此部分展开，强调了5G对现有技术的超越。 4.1节深入讨论了5G的期望特性，比如超高速度、大规模连接和广域覆盖，以及这些特性如何通过创新的天线解决方案，如毫米波和大规模多输入多输出（mMIMO）技术得以实现。此外，还涉及到了频谱扩展，特别是子6GHz和毫米波频段的利用。 4.3部分着重于活跃天线，它们通过内置信号处理能力提供更高的效率和灵活性，与传统的被动天线相比，具有显著的优势。网络部署和密集化策略也是此章节的关键内容，因为随着5G需求的增长，网络基础设施需要更加密集和灵活。 5.1节深入剖析了多元素阵列天线的基础理论和挑战，包括阵列理论中的格状副瓣现象，以及一维和二维波束形成的具体应用实例。这展示了如何通过精确的天线阵列设计优化信号的方向性和增益。 在6.1节，空间处理方法和功能，特别是高级天线系统的波束形成（BF）、单用户（SU-MIMO）和多用户（MU-MIMO）技术，被详尽地介绍。这里比较了MU-MIMO和SU-MIMO的不同，以及全维度（FD）MIMO技术如何提升系统性能。 章节7深入讨论了用于一维和二维波束形成的天线阵列结构，这对于精确控制信号传播方向至关重要。同时，也探讨了天线结构与功能之间的关系，以及它们如何影响无线通信质量。 8.1节着重阐述了mMIMO和毫米波技术如何推动射频单元（Radio Frequency Unit, RFU）向集成天线转变，从而简化系统设计并提高效率。 9.1和9.2部分对比了主动天线与被动天线在硬件结构和功能上的区别，以及测试方法的异同。这些信息对于理解两种天线类型在实际应用场景中的优劣至关重要。 最后，10.1和10.2节讨论了大规模MIMO在时分双工（TDD）和频分双工（FDD）模式下的挑战与优势，以及5G如何支持进一步的空间处理增强。 这份5G AAS白皮书提供了全面的视角，深入解析了5G时代天线技术的发展趋势，从挑战到解决方案，为读者展示了从4G到5G技术演进的关键点。