3D-MIMO的珍珑棋局

byttyq

《天龙八部》小说情节，逍遥派掌门人无崖子花整整三年的时间摆出一个“珍珑”棋局，并命弟子苏星河当擂主，邀请天下英雄来破解。可是悬赏30年，黑白两道的高手均无人解得，最后，棋局竟然被虚竹和尚闭着眼睛以“自添满（自杀一大块解放全局）”的手段胡乱撞开。

“珍珑”来源围棋术语，也称玲珑。指全局性的巧妙创作，特点在于构思奇巧。多是有人为了刻意炫奇痕迹，大抵利用盘征、死活、手筋、杀气等方面技巧，波及全局，引人入胜。当然，金庸先生笔下的这局珍珑现实围棋规则中是不存在的，大抵算是一种美好的设想，其中也蕴含了人生的道理，譬如段誉之败，在于爱心太重，不肯弃子；慕容复之败，在于权欲太盛，不肯失势；惟独虚竹这个长相丑陋，出生卑微的小和尚为救人而出手，不惜自损大片，撞开棋局，获得逍遥子老前辈七十年的内力，并被授予逍遥派掌门人的位置，这样的解题正是喻示着“得便是失，失便是得”的道理。

回到通信技术发展领域中，近些年3D-MIMO技术被首先称作5G技术4G化的创新实践，尽管如汗牛充栋般的文献推动3D-MIMO引起业内极大关注，但3D-MIMO技术仿佛依然如一盘充满玄妙的珍珑棋局，处处透着玄机，不仅棋中人有时会茫然不知道如何落子，旁观者也似透非透，往往聊时兴起，想说清玄妙所在却又茫然。为了尝试对解局者有所启发，我们先从这盘珍珑的源头-MIMO技术说起。

SU-MIMO技术

单用户MIMO技术通过空分复用实现了单用户在相同时频资源内的吞吐量提升。MIMO技术广义包含两个范畴，其一是传输分集(transmit diversity或MISO,接收分集可认为是SIMO系统)，其二是空分复用(spatialmultiplexing)，从信息论的角度来看，发射分集的数据属于同一“份”数据源，而空分复用则是利用了“空间”这个资源实现了两“份”不同数据源的同时传输。

MIMO在LTE系统实现层面，使用了基带预编码(precoding)技术实现了以上两种数据传输模式。LTE中通过SFTD（Space Frequency Transmit Diversity，空频传输分集）+FSTD（Frequency Switch Transmit Diversity，频率交换发射分集）技术实现了开环发射分集，而空间复用又包含了三种工作方式，分别是大延迟CDD空间复用、闭环空间复用和单层闭环空间复用。

要了解以上具体的实现方案，首先需要对于一些基本的术语概念进行澄清。

码字（Codeword），码字是一个子帧中在物理信道传输的一系列信道编码比特

，q是码字的索引。一个码字对应了一个传输块（TransportBlock, TB），是传输块经过一系列的信道编码之后的产物，一个调度子帧（TTI）中最多传输两个码字，即 ，也意味着同时最多能传输两个TB。

层（Layer）, 码字经过调制之后的一系列复数符号需要映射为层，国内一些文献容易翻译成“流”，为了术语的严谨和一致性，我们还是愿意称之为“层”。一个码字调制之后的一系列复数符号可以映射为1层，也可以映射为多层。不同工作模式下，码字与层有不同的映射关系，可以认为层是码字的一种进一步分割，也是为了预编码处理的一种中间过程，对于单天线端口，只存在单层与其映射，自然也就只存在单码字。而对于传输分集的模式，存在两种层映射的工作方式，分别是2层和4层，与之对应的也只有单码字的工作方式。对于空分复用的工作方式，在层映射中需要遵从的一个原则就是层的数量应该小于等于天线端口数。对于单码字映射多层这种情况，仅仅在CRS天线端口为4或者UE专属RS的天线端口为2或者更多的条件下会出现。无论是空分复用还是传输分集工作方式，通过码字到层的映射之后，每层所包含的符号数是一致的。空分复用工作模式中，单码字可分别映射为1、2、3层，双码字可分别映射为2、3、4、5、6、7、8层。不同工作模式下层与码字的映射关系参见图1，图2。

图1 单天线端口/传输分集工作模式下码字与层的映射关系示意图

图2 空分复用工作模式下单/双码字与层的关系示意图(1/2层)

可以看出不管是单天线端口工作方式，还是传输分集或者空分复用工作方式，通过码字到层映射之后每层的信息并不相互重复或者交叠，所有层的信息共同组成了1个或者2个同时传输的传输块（TB）信息。层是码字到天线预编码映射过程中的一个中间步骤，是一种信息分割方式。

预编码（Precoding），预编码技术是将已分割好的各层所包含的信息进行编码映射到天线端口进行传输的过程，不论对于单天线端口工作方式，还是多天线端口所涉及的传输分集或者空分复用都是必要的过程。对于单天线端口，映射原则比较简单，单层所包含的符号与单天线逻辑端口符号一一对应，即 ，其中天线端口 。这种情况现网中一般室分场景会出现，室分配置单端口，不存在传输分集或者空分复用的工作方式。

空分复用工作方式下码字到层的信息映射流程是进行空分复用预编码的唯一前提，承袭这一流程，空分复用预编码实现了层到（与小区公共参考信号相关的）天线端口的信息映射。目前协议支持空分复用天线端口数为2或者4，如果天线端口数配置为2，那么天线逻辑端口 ，另一种情况天线逻辑端口 。基于小区公共参考信号的空分复用预编码技术有三种实现方式，分别是没有循环延迟分集（Cyclic delay diversity, CDD）的预编码方案（Precodingwithout CDD）、大延迟CDD预编码方案(Precodingfor large delay CDD)和基于信道状态反馈(CSI)的码本选择（闭环空间复用和单层闭环空间复用）。

Precoding without CDD的空分复用预编码方案如下公式定义：

                             

公式的右侧为输入的各层所映射的信息，左侧为输出的各天线端口所映射的信息， 为大小为 的预编码矩阵，该天线矩阵从eNodeB和UE预先各自配置的码本（Codebook）中进行选择，eNodeB可以进一步约束只从码本的子集中进行选择。码本是可供选择的预编码矩阵的集合。预编码矩阵不仅实现了层到天线端口信息的映射和转换，同时还为每一天线端口均等的分配发射功率。MIMO技术中，预编码矩阵是nxn的矩阵，n对应了天线端口数。综合权衡现在的天线工艺、频域参考信号的设置效率以及接收机的技术限制，3GPP协议目前最多支持基于小区公共参考信号4天线端口配置，因此在这种情况下层设置超过4是无效的，对于2天线端口配置而言，层设置超过2也是无效的，这里归纳的一个原则就是层划分的数量不能超过天线端口的数量。

Precoding for large delay CDD的空分复用预编码方案如下公式定义：

                           

相比没有CDD的预编码方案，该方案通过新增对角矩阵 和方阵 的方式实现了循环延迟分集。MIMO中在接收机成功恢复2路（或4路，注：这里的“路”定义为空口中通过不同天线端口传输的信号，不能与层的概念混用）信号的一个前提是这2路（4路）信号所经历的信道环境应是尽量独立不相关的，因此通过对于每层所含符号的相位偏置实现了延迟传输，通过延迟传输实现了符号所经历信道环境的差异。循环是指根据层所包含符号周期性的进行相位偏转。LTE系统中采用支持较大延迟的CDD技术，这样保证不同路的信号经历的信道环境变化足够大，人为的制造出了信道之间的不相关，确保MIMO的接收性能。在Precoding for large delay CDD中，对于双天线端口，码本的选择是固定的。对于4天线端口，码本按照4种码本索引配置根据每 层（个符号）循环进行选择。

Precodingfor large delay CDD/ without CDD技术属于一种开环空分复用技术，之所谓开环就是基站侧与终端侧并不对编码的方式进行信息交互，双方按照预先约定的码本集合进行预编码传输，基站侧也可以选择协议规定预编码码本集合的子集进行传输，基站侧通过PDCCH DCI格式2通知UE关于码字传输方式（单/双码字）和基站侧传输码本的选择。基于CSI上报的码本选择预编码技术则属于闭环空分复用方案，CSI是channel status information的缩写，包含channel quality indicator(CQI)信道质量信息,rankindication(RI)秩指示,precoding matrix indicator(PMI)预编码矩阵指示,Precoding Type Indicator(PTI)这四种上报反馈信息，CSI反馈模式分为非周期反馈和周期反馈两种模式，非周期反馈由控制信道PDCCH DCI中所含字段CSI request进行触发，周期反馈由高层信令预先进行配置，CSI信息按照约定的时域资源和频域资源（PUCCH）以周期的方式进行反馈。

CQI用来反映下行PDSCH的信道质量，用0~15来表示PDSCH的信道质量。0表示信道质量最差，15表示信道质量最好。不管是开环空分复用（如TM3）还是闭环空分复用（如TM4），UE都需要反馈CQI，以供eNodeB对于信道质量进行评估。对于开环空分复用（如TM3）或传输分集（如TM2）以及RI=1的其他传输模式，UE只需要针对一个单码字（即使RI>1）反馈一个4-bit宽带CQI。对于闭环空分复用模式下（TM4或配置了PMI/RI上报的TM8/9传输模式），UE最多同时反馈两种宽带CQI，当RI=1时，UE假定单码字传输，只反馈一个4-bit宽带CQI，当RI=2时，UE假定双码字传输，会针对不同的码字各反馈一个4-bit宽带CQI。

RI是UE基于空口信道相关性对于基站侧传输层个数一种判断，RI反馈中可以分别包含1-bit或者2-bit原始信息，通过2-bit原始信息组合产生第3个比特 ，因此RI所表征的层个数可以从1～8。在非周期反馈模式下,RI仅仅基于TM3/4，TM8/9 with PMI/RI report传输模式下才进行上报，RI仅仅作为CQI/PMI上报的一种参考条件时，其上报值才是有效的。在周期反馈模式下，RI同样基于TM3/4/8/9传输模式下进行上报，而对于其他传输模式UE假定RI=1且并不进行上报，上报的CQI/PMI也基于RI=1的假设进行计算。

在TM4/5/6或配置了PMI/RI上报的TM8/9传输模式下（CRS-RS端口>1），UE通过上报precoding matrix indicator(PMI)进行预编码反馈以辅助基站进行预编码选择，这就是所谓闭环空分复用，其他传输模式并不上报PMI。UE根据评估计算的RI取值来假定基站侧传输层的个数，并就此来确定上报的码本索引（PMI）（详见TS 36.211 6.3.4.2.3对于码本的定义以及和码本索引的对应关系）。值得一提的是，在闭环空分复用模式下，且 时，码本索引0并不使用。在FDD系统中由于上下行异频信道的互异性，基站侧无法通过上行信道的状态来判断下行信道，因此需要通过开启闭环空分复用的模式使得UE对于基站进行码本预选择的反馈，而相较而言，TDD系统可以通过上行信道来反推同频下行信道的状态，并且设备厂商在基站侧都有一定的处理算法，甚至可以普遍关闭闭环空分复用模式。

PTI是针对TM9传输模式下配置了8个CSI-RS端口情况下的一种预编码类型指示上报，上报值为0或1，PTI只在周期CSI反馈模式下使用，该值可以决定上报周期的调整，也可以决定后续上报信息的类型，例如可以是仅仅宽带PMI反馈或者是宽带CQI/PMI反馈，这个反馈指示的设置可以使得UE对于上报反馈进行灵活选择，UE可以通过上报这个值通知eNodeB预编码类型的变化。

传输分集预编码只针对单码字传输进行处理，并且层个数应该与天线端口数保持一致，根据3GPP规范目前定义，基于小区公共参考信号传输分集如同空分复用工作方式一样，只支持2天线端口和4天线端口的配置方式。传输分集并没有在同样的时频资源上实现信息的复用传输，通过复用不同的时频资源实现相同信息的传输。因此，传输分集不像空分复用，可以实现在相同的时频资源上传输更多的信息，而是通过时频域分集传输的方式提升了信息接收的可靠性。值得一提的是，对于单层 的空分复用更像一种多径设置，严格意义来讲并不属于传输分集范畴。

基于UE专属参考信号天线端口的空分复用预编码最多可以支持8端口，这同时意味着最大可以支持双码字-8层映射，该工作模式下的天线预编码映射比较简单，如下式所示：

                                

其中层对应了天线端口。可以看出基于UE专属参考信号天线端口的空分复用预编码并没有使用预编码矩阵。基于小区参考信号的2/4天线端口的空分复用通过预编码矩阵的转换实现了每个天线端口所传输信息的正交化，因此通过UE侧基于编码矩阵的逆变换就可以实现信息的解码，这是一种通过“预编码”创造了“空间”资源差异性而实现的空分复用，可以认为这是一种逻辑维度的空分复用。而基于UE专属参考信号的天线端口预编码是结合了天线的波束赋型实现了空分复用，这是一种物理维度的空分复用，这两种空分复用技术的实现原理有所不同，因此对应适用的场景也有所不同，对于8天线端口的空分复用更适用于用户分布较分散的Multi-user MIMO场景，或者对于单用户则更适合城市区域多径效应较丰富的场景。另外MIMO技术的空分复用信息传输效率取决于发射侧传输层数，天线端口数和接收侧的接收天线端口数这三者的最小值，这意味着即使采取4天线端口发射，终端只有2天线端口接收，空分复用的传输效率也仅仅只有2。

下行传输中，UE通过RRC高层信令可以获知基站采取传输模式TM1~TM10, 同时也可以知道对应的天线端口配置。RRC高层信令通知UE关于模式转换，而UE通过PDCCH解码DCI获知空分复用或者传输分集工作方式的转换。

UE的上行MIMO与下行MIMO传输机制大体类似。由于终端尺寸对于天线的隔离度限制，3GPP规范目前对于终端的只进行了2和4天线发射端口的定义，没有定义传输分集的工作方式，而上行空分复用最多可以支持双码字4层。上行的传输模式依然通过RRC高层信令半静态的进行配置{TM1，TM2}，同时RRC高层信令也可以激活4天线端口配置。当UE配置为TM2时，可以通过解码PDCCH DCI格式0/DCI格式4获知上行工作方式的改变{ Single-antenna port/ Closed-loop spatial multiplexing }，进一步可以通过解码DCI格式4获取码字的传输方式（单/双码字）和码本的选择，上行闭环空分复用在实现流程上区别于下行闭环空分复用的是，下行闭环空分复用通过UE反馈期望选择码本-网络侧下发实际码本，而上行闭环空分复用直接由网络侧为UE选定了合适的码本，二者的闭环交互流程并不是对称的，但网络具有对于码本的最终选择权。

通过对于SU-MIMO的基本原理分析，我们可以得出一些基本的结论，传输分集工作方式与单层的空分复用工作方式不尽相同，传输分集以一种消耗时频资源的方式提升单用户的传输性能，同时也一定程度上提升了单用户的吞吐率，但是系统（基站侧）的吞吐率效率（单位资源PRB上的吞吐率）并没有得到提升，而单层的空分复用工作方式在终端侧看来仅仅是增加的多径，至于是否能够提升终端的吞吐率只能取决终端的实现，而系统的吞吐率效率并没有任何变化。对于非单层的空分复用方式，终端侧的吞吐率和系统侧的吞吐率效率都得到了提升，提升的倍数取决于基站侧传输层数、发射天线端口和终端的接收天线端口最小值，基站侧传输层数不能大于发射天线端口数，因此最终决定吞吐率提升的量化因素就是基站侧传输层数和终端天线接收端口数的最小值。

MU-MIMO技术

多用户MIMO顾名思义是将单用户MIMO技术扩展配对为多用户接入，即占用相同时频资源的多个并行的数据发给不同用户（下行）或不同用户采用相同时频资源发送数据给基站（上行）。从基站侧来看，这本质上与传统的SU-MIMO在工作方式维度来看没有太大的区别，最重要的特点是如何将这些分布在不同空间范围内的不同用户有机的“配对”，根据香农公式对于MIMO技术的容量定义，取决于总体传输效率的两个关键因素是信道的信噪比以及信道的相关程度，所谓“配对”所需要做的工作是需要挑选将具有合适信噪比和信道条件的下行用户合理的组合起来，因此基站侧需要通过UE上报CSI（CQI/PMI）以获取用户的信道条件。对于终端而言，最重要的是需要获知自身已被配对为MU-MIMO的传输方式，由于用户之间并不知道彼此的信道条件，因此需要基站明确通知UE以确定的码本进行解码。LTE系统中定义的TM5传输模式即为MU-MIMO，这也是一种闭环空分复用的工作方式。协议中规定UE假定基站是以单层进行传输的，即RI=1，因此一般设备实现中对于单用户也是分配了单层映射，当然也只能是单码字传输。所以对于MU-MIMO模式下最多能够配对的用户取决于基站侧配置天线端口数（假设终端都支持），配置为2端口传输的基站最多能够在同样的时频资源上配对复用2个用户，而配置为4端口传输的基站最多能够在同样的时频资源上配对复用4个用户。UE通过解码PDCCH DCI格式1D能够获取TM5传输模式下码本信息，对于正在“配对”中的用户，码本理论上是不同的，否则无法保持不同用户传输信息的预编码正交性。

由于处于MU-MIMO工作方式下的终端假设单层传输，因此对于配对中的单用户吞吐率是没有提升的。而对于系统侧容量的提升是怎样的呢？假设LTE 20MHz带宽小区的最大激活用户数是200，同时假设基站侧天线端口配置为2，而这200用户终端都具备2天线端口的接收能力，那么这200用户终端经过两两配对之后，可以形成100组2x2 MU-MIMO传输模式，对于最大激活用户的调度能力是200，即用户数不会增加，但是用户在基站侧的系统侧吞吐率效率明显的提升了一倍。这也是评估容量的两个维度，接入用户数和系统侧吞吐率效率。

如果某一设备实现在MU-MIMO中为配对的单用户分配了多于一层的映射情况会是怎样？假定设备分配了2层，天线端口为4，由于UE只假定是单层传输，那么最大配对用户为2，而基站侧吞吐率效率并不是提升了4倍，而仅仅提升了2倍。

TE中除了TM5的MU-MIMO工作方式，TM8/9也可以提供MU-MIMO的传输方式。与TM5通过预编码矩阵实现空分复用的机制略有不同，TM8/9通过天线端口的赋型技术以及物理上隔离实现了多用户空分复用。UE在TM8传输模式下通过解码PDCCH DCI格式2B可以获取是否是单码字传输还是双码字传输，如果是单码字传输，UE认为传输层个数为1，此时TM8传输模式为单天线端口工作方式，可以同时为用户1配置端口7扰码标识0（Scrambling identity-1bit），用户2配置端口7扰码标识1，用户3配置端口8扰码标识0，用户4配置端口8扰码标识1，实现了4个用户在相同时频资源下的“配对”。此时对于单用户的吞吐率并没有提升，而系统吞吐率效率最多可提升4倍（理论估算）。当TM8配置为双码字传输时，传输层数为2，TM8变为双层空分复用工作方式，既可以配置为SU-MIMO，也可以配置为MU-MIMO。当TM8配置为SU-MIMO时，提供单用户双码字双层双端口能力，对于单用户吞吐率得以提升（大约2倍），系统吞吐率效率也同样提升（大约2倍）。而TM8配置为MU-MIMO时，可最多同时将两个用户进行配对，用户之间通过扰码标识（Scrambling-1bit）进行区分，系统为此时配对中的每一个用户提供双码字双层双端口的能力，单用户吞吐率得以提升（大约2倍），系统吞吐率效率较之TM8单端口MU-MIMO提升的更多（大约4倍）。当TM8配置为SU-MIMO时，天线发射需要通过双端口双极化的方式来确保空分复用的正交性，当然对于单端口MU-MIMO或者双端口MU-MIMO工作方式，目前天线端口之间也是通过极化的方式进行传输，这样的好处不仅保证通过赋型实现的空分复用传输信息彼此正交，同时也能缩小天线尺寸。

TM9传输模式是TM8传输模式的扩展。TM9同样支持单用户以单码字或者双码字进行传输的空分复用。当PDSCH以单码字单层传输时，工作方式类似TM8单端口，可以实现4用户MU-MIMO工作方式，而对于单码字多层时则无法配置为多用户MU-MIMO，只能为SU-MIMO工作方式，此时单码字最多映射为4层-4端口，此种情况对于单用户吞吐率最多能够提升4倍，系统吞吐率效率最多也只能提升4倍。当PDSCH以双码字传输时，可以实现SU-MIMO工作方式，也可以实现MU-MIMO工作方式。当配置为SU-MIMO工作方式，假设终端支持同时接收8端口，那么单用户吞吐率最多能够提升8倍，系统吞吐率效率最多也能够提升8倍，如果此时终端只支持2天线接收端口，那么单用户吞吐率最多也只能提升2倍，系统吞吐率效率最多也只能提升2倍。当配置为MU-MIMO工作方式下，此时只支持2层2端口配置，最多可实现2用户同时配对为MU-MIMO，那么单用户吞吐率最多能够提升2倍，系统效率最多可提升2x2=4倍，由此可见TM9传输模式下的8层（对应8端口）传输目前只适用于SU-MIMO，至于是否能达到预期的吞吐能力还取决于终端的工艺水平。

TM8/9传输模式对于MU-MIMO的实现与天线赋型的能力和效果紧密相关，在TD-LTE中由于上下行信道工作在相同频段，相比FDD系统中，赋型的效果要好一些，因此天线赋型技术也是TDD系统的重要特性之一。而FDD系统下TM8/9传输模式就需要UE闭环反馈码本（CQI/PMI）辅助基站进行赋型纠偏了。

3D-MIMO天线技术

3D-MIMO的官方名称叫作Massive-MIMO，其实就是一种高增益的阵列天线。相比传统的8T8R天线，不仅实现了水平面的赋型，同时也利用更多的振子和通道实现了垂直面的赋型。天线赋型技术是通过不同通道电调阵子相位实现对于某一方向窄波束的汇聚从而实现辐射能量的增益，对于8T8R而言，在垂直方向上所有振子归属一个通道，因此无法实现垂直维度的赋型，而3D-MIMO天线通过垂直维度的通道隔离实现不同通道内所含振子的独立电调从而完成了垂直维度的赋型。对于LTE广播信道而言，3D-MIMO不进行类似PDSCH的赋型，而是通过32个双极化通道（64通道）中每个极化通道的权值进行波束优化调整。

本质上，3D-MIMO只实现了覆盖的提升，在基于码本的空分复用技术上有什么创新。根据之前的分析，通过3D-MIMO的垂直面阵列增益，可以更好的辅助基站实现非码本的空分复用（TM9），因此3D-MIMO天线提升容量有两方面维度，一方面是通过提升某一方向的阵列增益提升PDSCH的覆盖效果提升用户吞吐率或者激发更多的业务需求，但是LTE广播信道是不具备赋型条件的，因此谈论3D-MIMO通过提升覆盖来提升系统容量是需要建立在广播信道不受限的前提下。另一方面，3D-MIMO能够通过单用户SU-MIMO多层传输或者通过MU-MIMO用户配对来实现系统吞吐率的提升，但是有些基本概念值得澄清，不能混淆或者刻意篡改，例如某些设备厂商经常提到的“流”的概念，3GPP规范中仅仅定义了“层”，而系统最多也就实现8层传输，不可能有所谓的“16流“， 8T8R中通过TM5最多能实现系统侧同时4用户配对（每用户1层，系统侧4层），而3D-MIMO中通过TM9最多也只能实现系统侧同时4用户配对（每用户1层，单天线端口，通过码分实现系统侧4倍吞吐率效率提升）或者2用户配对（每用户2层，双天线端口，通过码分实现系统侧4倍吞吐率效率提升）。

不可否认3D-MIMO天线技术的应用是通信领域近年来一项具有划时代意义的创新举措，在应用到实际网络运维层面，需要着重从如下两方面进行考量：

1、3D-MIMO天线的应用场景不是普适性的，3D-MIMO天线相比传统8T8R天线兼具两项重要特性，通过垂直方向的赋型增益提升覆盖并且促使更多用户基于MU-MIMO工作模式的配对，因此覆盖提升比较适用于城市内的高楼环境、山区城市（例如重庆，贵阳）或者小范围内的密集话务场景（例如重要集会、演唱会、大型赛事），对于MU-MIMO也是如此，适用于核心城区多径比较丰富的场景，而对于开阔的平原、话务较稀疏的城镇结合部、郊县等区域，在覆盖或者容量方面的提升效果并不一定很明显。

2、3D-MIMO天线的部署效果需要结合经济因素进行考量。从阿里巴巴网站上可以查到一面传统8T8R的F/A/D天线价格是2000元左右，而一个RRU的价格大概在8500元左右，假设基于授权的软扩容方式单价与此大体相符，其优势在于无需新增天线，通过合路器在原有天线上就可以实现基于某一频段的软扩容（例如D3-D3D4），这种扩容方式通过扩充频率这样实实在在的物理资源促使小区最大接入用户数、用户体验、潜在用户需求激发等方面得以显著提升，由于3D-MIMO与RRU的一体化，方案实施时需要将传统只支持8T8R的RRU也一并替换，因此3D-MIMO的单价从工艺理论来看不太可能更便宜，那么仅仅在一些特定区域或者特定场景下通过提升“空域”资源的方式提升现有覆盖用户群中一部分的用户体验，并以此提升系统吞吐率效率，而最大接入用户数并不提升，同时在现有覆盖区域下只针对一些特定（位置）用户能够提升体验，那么这笔账就要重新好好算算了。当然，现在对于网络规划普遍的一个问题就是新建站址难，天面资源受限，3D-MIMO方案只需要更换天线（甚至减少传统外挂式8T8R RRU），这似乎又是3D-MIMO的一个优势，不过由于尺寸规格带来的抱杆风阻或者承重等维护问题也随之而来，这就需要重新进行规划。相较而言，抛开价格因素，软扩容方案似乎没有类似的烦恼。