空分复用技术-复用空分技术的优缺点-空分复用优点

aizixun8

笔者在描述 5G 的十大关键技术时，其中一个关键技术被列举出来，即空分复用（Space ，SDM）。

在讨论空分复用之前，我们需要知道空分复用是什么。同时，我们也需要知道在移动通信中实现空分复用的方式是什么。这里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。

从广义上来说，同一个频段的电磁波能够在不同的自由空间里被重复利用，这就叫做空分复用。对于移动通信系统的具体应用来说，若把自由空间进行分割，用来区分同一个用户的不同数据，这种情况被称为多输入多输出（MIMO）空分复用；若把自由空间进行分割，用以区分同一个用户的相同数据，目的是追求更高的收发增益，那就叫做 MIMO 空间分集；若把自由空间进行分割，用来区分不同的用户，且每个电磁波束能提供无其他用户干扰的唯一接入信道，这就叫做空分复用接入（Space，SDMA）了。上述三种工作模式，是移动通信系统中应用空分复用技术所呈现出的三种不同形式。

在移动通信系统中，空间分割的过程是通过自适应阵列天线来实现的。在不同的用户方向上，会形成不同的电磁波束，并且这些电磁波束会被复用，从而实现空分复用，就如上图所展示的那样。

为什么说在5G时代，空分复用技术成为关键技术之一呢？

我们知晓，为能充分运用有限的无线频带资源，常见的 3G 移动通信系统以及 4G 移动通信系统，都已处于单信道香农极限状态下进行工作了。从理论层面来看，已经不存在能够大幅提升频谱效率的可能性了。空分复用技术横空出世，它是唯一能实现频谱效率成倍提升的关键技术。它的实现模式较为简单，不过建设成本较高。但它能够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且互不干扰，从而让有限的无线频谱资源得到最大利用。

值得大家特别关注的是：MIMO 方式，也就是大规模多输入多输出（亦称为 Large Scale MIMO），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 的关键技术中并准备投入实用。

因此，在 5G 时代，空分复用技术能够有效解决移动通信网络中无线频谱资源不足的问题，也能对其进行补充。我们可以思考一下，当 5G 移动基站建网并采用空分复用技术后，原本的 4G 移动用户即便不更换手机，是否也能享受到 5G 带宽下接近 50%的数据下载速度呢？

最后，我要补充一句之前说过的话：以上的观点仅仅是我个人浅显的看法。读者们对于这些观点会有不同的理解和看法，大家可以仔细斟酌。