生活在科技大爆發的時代里，你是否感覺到一絲慶幸？ 虛擬現實、自動駕駛，無數令人血脈僨張的新型應用正在井噴式地爆發，模糊了虛擬和現實的邊界，并深刻地改變著我們觸碰和認知世界的方式。而這，對于通信人而言卻是一場艱苦卓絕的戰斗。眾說周知，無線通信依托于電磁波傳播，最寶貴的資源莫過于頻帶。為防止移動通信網、無線電視、廣播、軍用頻段等的相互干擾，每個國家都對無線頻段的使用做出了嚴格的劃分。根據電磁波在空氣中傳播的特性，6G赫茲以下頻段因其在空氣中衰減小、穿透力強等優點，被視為優質頻帶資源，很多依托無線電的應用都集中在這一頻段資源上，因此無比擁擠。另一方面，用戶對移動通信網的數據需求正呈現爆發性的增長，特別是需要實時傳輸大量數據的無線應用，如視頻直播、高清電話會議、虛擬現實游戲等，對網絡容量是嚴峻的考驗。而“關鍵型任務機器通信”（mission-critical machine type communication） 又對通信的可靠性和時延提出了極為苛刻的要求，此類應用包括工業自動化、車輛通信等。1000倍于4G LTE 系統的網絡容量和1毫秒極低時延已逐漸成為業界對下一代無線通信網要求的共識。面對強烈需求，背靠緊缺資源，如何滿足科技爆發時代最底層速率的需求，為社會架起一條高速信息管道？ “5G”正在給出答案。5G （Fifth Generation），即第五代無線通信系統，是在走過模擬通信、第二代、第三代和正在經歷的第四代LTE系統之后，通信人正在攀登的另一座高峰。一個體系的革新換代，其中必包含了無數的創新點，5G也是如此。筆者將與你分享其間的一項關鍵技術，大規模天線陣列。它的應用不單可以大幅度提升網絡容量和用戶體驗，也將對通信行業產成深遠的影響，1分鐘下載一部高清電影的時代已經離我們不遠了。波束成形理解大規模天線首先需要了解波束成形技術。傳統通信方式是基站與手機間單天線到單天線的電磁波傳播，而在波束成形技術中，基站端擁有多根天線，可以自動調節各個天線發射信號的相位，使其在手機接收點形成電磁波的疊加，從而達到提高接收信號強度的目的。從基站方面看，這種利用數字信號處理產生的疊加效果就如同完成了基站端虛擬天線方向圖的構造，因此稱為“波束成形”（Beamforming）。通過這一技術，發射能量可以匯集到用戶所在位置，而不向其他方向擴散，并且基站可以通過監測用戶的信號，對其進行實時跟蹤，使最佳發射方向跟隨用戶的移動，保證在任何時候手機接收點的電磁波信號都處于疊加狀態。打個比方，傳統通信就像燈泡，照亮整個房間，而波速成形就像手電筒，光亮可以智能地匯集到目標位置上。