5G十大关键技术之三的空分复用

笔者在描述5G的十大关键技术时，列举了其中一个关键技术是：空分复用（Space Division Multiplexing，SDM）。

在讨论空分复用之前，我们有必要知道什么是空分复用，以及移动通信中实现空分复用的方式是什么（此处暂时不讨论光纤通信中的空分复用技术，以符合文章的主题）。

广义而言，让同一个频段的电磁波在不同的自由空间内得到重复利用，称之为空分复用。针对移动通信系统具体应用而言，如果将自由空间分割用以区别同一个用户的不同数据，叫做多输入多输出（MIMO）空分复用；如果将自由空间分割用以区别同一个用户的相同数据，以追求更高的收发增益，就叫做MIMO空间分集；如果将自由空间分割用以区别不同的用户，每个电磁波束可提供无其他用户干扰的唯一接入信道就叫做空分复用接入（Space Division Multiplexing Access，SDMA）了。上述三种工作模式，是空分复用技术应用在移动通信系统中的三种不同表现形式。

实际上，在移动通信系统中，空间分割的过程是采用自适应阵列天线进行的，即在不同的用户方向上形成不同的电磁波束并复用来实现空分复用，如上图所示。

为什么说在5G时代，空分复用技术成为关键技术之一呢？

我们知道，为了充分利用有限的无线频带资源，常用的3G和4G移动通信系统已经工作于单信道香农极限状态了，理论上已经不存在大幅提升频谱效率的可能。而横空出世的空分复用技术是唯一能够实现频谱效率成倍提升的关键技术，尽管它的实现模式比较简单，需要的建设成本较高；但它却可以满足多路无线信号在同一时间、同一频段、同一自由空间内进行多路通信而互不干扰，让有限的无线频谱资源得到最大利用。

特别值得大家关注的是：Massive MIMO（大规模多输入多输出，亦称为Large Scale MIMO）方式作为空分复用技术实现的一种有效方案，已经被我国中兴通讯率先引入到Pre5G和5G的关键技术中准备实用。

因此，面向5G时代，空分复用技术能有效补充或解决移动通信网络中无线频谱资源不足的现实问题；而且，我们可以想一想：在5G移动基站建网并采用空分复用技术后，是否原有的4G移动用户不更换手机也能享受5G带宽下接近50%的数据下载速度呢？

最后，还得补充一句我说过的老话：以上只是个人浅见，读者仁者见仁，智者见智，供大家斟酌。

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