随着5G技术的深入发展，5G基站正逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分，它如同水和电一样，无时无刻不在为我们提供着高效、稳定的网络连接服务。然而，对于大多数人来说，5G基站背后的技术原理，尤其是其核心技术Massive MIMO，仍然是一个神秘而复杂的领域。
Massive MIMO，简称M-MIMO，是5G技术的核心所在。它承载在AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）之上，而AAU内部的天线阵列，则是实现Massive MIMO的关键所在。天线，作为电磁波传播的重要媒介，其基本作用是将发射机的高频振荡电流转换为可以在自由空间中传播的电磁波。振子，是天线内部的核心组件，负责发射电磁波。由于单个振子的能力有限，发射方向难以集中，因此天线通常是由多个振子叠加而成。这些振子以X形状排布，一个X代表了+45°和-45°极化方向的两个振子。振子的数量越多，天线的增益就越高，从而能够更有效地传播信号。
在5G AAU中，由于采用了M-MIMO技术，其内部集成的天线阵列使用了更多的振子。对于Sub6G频段的AAU来说，业界通常采用192个振子。然而，这么多振子如果每个都与AAU内部的功放独立连接并发送信号，实现起来会非常复杂。因此，业界通常会将多个振子划分为一组，形成一个逻辑上的单个天线。具体来说，水平方向有12行振子，垂直方向有8列振子，再加上±45°双极化，一共就有192个振子。如果每三个振子为一组，那么该M-MIMO AAU就有64个天线；如果每6个振子为一组，那么就有32个天线。目前，业界主流的5G AAU多为192振子，分为64天线和32天线两种型号，其中64天线的产品性能更为出色。
然而，为什么不全部采用64天线的设计呢？这涉及到通道数和成本的综合考量。在实际应用中，需要根据具体的场景和需求来权衡性能和成本，选择最适合的AAU配置。天线作为接收和发射无线信号的装置，其数量对于提升信号质量和增强通信能力有着关键作用。然而，需要明确的是，无论天线数有多少，它们本身只是无源器件，无法直接发射信号。
在实际的5G网络中，AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）扮演着至关重要的角色。AAU不仅集成了多个天线，更关键的是它将这些天线与内部的射频链路紧密相连。这样，每个天线通过射频链路都能够形成一个可发射信号的通道。例如，一个64天线的AAU就意味着有64个这样的通道，能够同时发射64路信号，极大地提升了信号的覆盖范围和传输效率。在Sub6G频段，AAU采用了全数字波束赋形技术。这意味着天线的数量、发射通道的数量以及功放（PA）的数量在AAU中是一致的。功放的作用在于放大射频信号，确保信号能够远距离传输而不失真。因此，随着天线数和通道数的增多，所需的功放数量也随之增加，这无疑增加了对基带资源的消耗和设备的整体成本。
在实际部署中，天线的数量是根据不同的场景需求来确定的。在密集城区，由于信号传输受到建筑物、人流等多种因素的干扰，因此需要更多的天线和通道来保证信号的连续性和稳定性。而在普通城区和郊区，由于信号传播环境相对较好，32天线的AAU就能满足大部分需求。至于更为偏远的地区，主要关注的是信号的覆盖范围而非容量，因此可能只需要使用较少的天线和通道。至于天线增益，它是衡量天线性能的重要指标。在AAU中，增益主要来源于三个方面：通道增益、波束赋形增益和业务增益。通道增益是由组成单个通道的振子产生的合成增益；波束赋形增益则依赖于通道的数量和算法，通道数越多，波束赋形能力越强，增益也越大；业务增益则是通道增益和波束赋形增益的总和，它代表了天线整体的最大增益。
此外，5G网络中的多用户及空分流技术也是AAU的重要应用之一。通过给不同的用户使用不同的波束来发送不同的数据流，AAU能够在同一时间内为多个用户提供服务，从而大大提高了网络的吞吐量和效率。这种多用户MIMO（MU-MIMO）技术，与传统的单用户MIMO（SU-MIMO）技术相结合，使得5G网络在提升用户体验和满足多样化需求方面迈出了重要的一步。AAU作为5G网络中的关键设备，通过集成多个天线和射频链路，实现了信号的高效发射和接收。同时，通过采用全数字波束赋形技术和多用户MIMO技术，AAU进一步提升了网络的覆盖范围和传输效率，为5G业务的快速发展提供了强有力的支撑。
