想象一下，用大规模阵列天线来弥补高频无线电传播带来的损耗，这在5G中变得至关重要。传统的宏蜂窝加上小蜂窝结构是个不错的选择。宏蜂窝利用UHF频段维持业务区域，覆盖小区则通过SHF和EHF频段拓宽带宽实现超高比特率。C平面和U平面也区分开来，C平面负责控制信号处理，U平面处理用户数据。给每个频段分配合适的覆盖区域还需要把超高频UHF频段用在3到30 GHz之间，而SHF频段则是从3到30 GHz甚至更高。 为了让大规模阵列天线工作得更好，我们使用均匀间距的扁平天线阵列。给每个单元发送或接收信号的幅度和相位进行精确控制，就能产生窄波束以提高方向性。比如，256个单元可以装在12平方厘米的地方。再看具体数据，总发射功率为33dbm时，3.5GHz、10GHz、20GHz这三个频段的波束到达距离各不相同。 具体来说，在这三个频段中，20平方厘米的阵列天线到达距离随着频率升高而变短。但这并不意味着在20 GHz情况下会变得更差。比如10 GHz的100单元天线能达到490米的到达距离，而同样面积的20 GHz阵列需要400单元才能达到差不多效果。这意味着频率增加后单元数量和成本也会随之增加。所以降低成本成了5G多天线技术中的一个难题。 大规模MIMO通过控制传播损耗来扩展通信区域还能提高系统容量和单个用户比特率。发射机需要预编码处理来防止干扰。为了实现高精度预编码还需要传送CSI给基站。这时候TDD带来的信道互易性可以帮助我们获得CSI反馈信息。 现在来看全数字大规模MIMO配置。发射机需要DAC、上变频器还有IFFT处理等很多电路元件。ADC价格昂贵且耗电大再加上需要大量射频电路使得这种配置难以实现高性能处理。所以给高频段SHF和EHF使用全数字MIMO还是有问题的。 为了降低成本和提高性能给出混合波束形成这种方案将数字预编码和模拟波束形成相结合起来这能让整体成本降低同时又不会牺牲太多性能。 比如在发射机中只进行预处理操作就可以减少IFFT过程数量进而减少对硬件设备的需求。 最后我们得出结论：大规模阵列天线是应对高频无线电传播损耗增加的关键手段之一；其配置包括均匀间距的扁平阵列、精确控制信号幅度相位产生窄波束等技术手段；全数字大规模MIMO虽然在SHF和EHF高频段难以实现但在其他频段还是有应用前景；混合波束形成则是一种低成本高效的解决方案它将数字预编码与模拟波束结合起来减少了硬件设备需求同时也保证了性能要求。