开发者学堂课程【嵌入式之RFID开发与应用2020版：5G 之 MIMO 天线技术】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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5G 之 MIMO 天线技术
MIMO 天线
mimo 天线指的就是输入输出的多天线，天线的设计与波长有直接关系。能够通过频率计算出波长，因为速度是固定的。
对于 4G 基站来说，通讯的距离比 5G 要更远。还可以通过调大被保护的间隔来增强覆盖面，可以从几公里到达 100 公里。 5G 基站到达不了这么远，所以 5G 主要原因是频率高，不论 5G 当中使用的是毫米波，4G 使用的是厘米波，5G 也会用到厘米波，都要求手机天线不能够短于半个波长。
对于 4G 来说，波长较长，天线不能做很多，但是 5G 由于波长很短，所以天线就做很多。3G、4G 按根来算，5G 按照面积来算，会铺设成一个矩阵，MIMO 就是多天线的输出和多天线的输入。如图所示：
在 4G 当中，LTE 的天线是 2*2 mimo， LTE-A 是 8*4，5G 用 Message MINO。
Massive 是很多天线的意思，是毫米级。在实际通讯当中，卫星通信的天线也就是卡塞格伦天线，5G 选择的频率，已经达到 5G，甚至超过，最多会达到 30g 的通信频率，30G 的通讯频率，无法选择卡塞格伦天线，是因为这种天线无法铺设。
选择 5G 以上的频段的原因是卫星通讯选择 5G 以上，因为 5G 以下的频段，包括许多非授权频段，例如收音机、遥控器，存在许多干扰，超过 5G 之后，由于终端设备设计的成本限制，使得 5G 以上的频段资源非常干净、完整，不容易受到干扰，所以 5G 采用更高的频段与卫星相同，卫星就是很高的频段。
对于新的空口网络规划， 面临的挑战就是多天线 Massive MIMO 不再是扇区级的固定宽波束,而是采用用户级的动态窄波束以提升覆盖能力同时,为了提升频谱效率,波束相关性较低的多个用户可以同时使用相同的频率资源(即 MU-MIMO)，从而提升网络容量。
波束赋形:
基站将天线阵列通过相位控制使其波束间互不干扰，并且精准指向服务对象。
例如存在一个基站：
每个用户都有独立的波束，随着用户的移动。波速也会发生方向的改变，所以叫做动态波速：
4G 是三驱的方式，所以 5G 波速会变得更加灵活。对于 5G 通信卫星通讯，采用了更高的频段，主要目的是为了穿越大气层。 5G 通信面临的问题，不是穿越大气层，面临的问题是穿越楼房及其他建筑物。所以 5G 只能够通过扩大基站建筑规模。规模是 4G 的十多倍：
5G 基站的建设没有 4G 复杂。 基站投入不高， 5G 的基站叫做微基站。 所以可以做很多，再结合动态波速，使得 5G 更加灵活。 不能将功率做的太大，因为频率太高， 波长太短， 功率却很大，会对人体造成伤害。
波束赋形有以下几个特点：
1. 在同一空间提供更多的通信链路
2. 提高基站容量和空间复用率为大连接提供基础保障
3. 波束赋形后会随着手机的移动，动态改变正在通信的波束方向
4. 可以提供更加精确的定位服务，为更多室内和近场定位行业赋能
在 5G 通讯当中有非常重要的基础，叫做 D2D。
D2D 就是设备到设备之间的通信。正常情况下，4G 的基站通讯，首先是通过信令连接基站，数据依然是和基站通信，如果说是 5G，
由于终端设备上有许多天线，终端与终端之间，本身可以建立通讯，从而降低基站复合，可以在和基建立完交互之后，直接完成两个终端之间的通讯，但是这种通信本质上也经过了运营商，并不像蓝牙红外，这种通信也需要收费，因为经过了基站。以上是 MIMO 天线相关知识，作为了解即可。
