根據
NR
系統在低頻和高頻下的不同傳播條件，即（
<6GHz
和
>6GHz
），導致需要在基站和
UE
處利用不同的天線陣列架構。為了避免在更高頻率（即
NR
系統
>6GHz
）下的路徑損耗問題，在基站和
UE
側的發射和接收可能需要相對較大的天線陣列增益。
表
1顯示了天線陣列尺寸對所需上行發射功率的影響示例，以實現最大有效各向同性功率（EIRP：
effective isotropic power
）限制。這裡，使用與
LTE中相同的最大EIRP限制，即23dbm，儘管最大EIRP限制通常受制於國家管理機構。可以看出，透過增大發射天線陣列的尺寸，透過使用波束賦形，所需的PA輸出功率顯著降低。此外，相對於傳統的全向傳輸，透過波束賦形可以獲得顯著的發射功率降低。值得注意的是，不同的PA架構可能會對所需的TX功率產生影響。通常，可實現的TX功率取決於PA技術並考慮載波頻率。假設可實現的TX功率隨著載波頻率的增加而減小。因此，為了在高頻下實現最大EIRP限制，需要增加每個天線陣列的天線元件的數量。
相對於傳統的全向上行傳輸，透過波束形成可以實現更高的
EIRP值，從而增強小區覆蓋。
下面簡要總結了
UE的不同天線架構。此外，還討論了天線陣列尺寸對波束方向圖的影響。與基站的天線架構一樣，UE也是再基帶架構、射頻架構和混合架構中進行選擇，每種架構優缺點前面的文章已介紹過。
圖
1顯示了天線
元件
的數量如何影響方位角上的輻射波束圖的示例。
這裡
省略了天線單元增益方向圖的影響。可以看出，方位域波束寬度相對較寬，每個維度至少有
4個天線
元件
。
圖
2說明了天線元件的數量如何影響仰角中的輻射波束圖。如圖1所示，省略了天線元件增益方向圖的影響。可以觀察到，高程域波束寬度非常寬，M=2。此外，可以看出，不同天線陣列引數化之間的一個重要區別是
總可實現的天線陣列增益
。
透過在每個維度上使用中等數量的天線元件，例如
1-4，可以在UE處實現相對較寬的波束寬度。
如何利用
UE波束賦形實現5G系統的效率呢？
對於現有的無線蜂窩系統，例如
LTE-A，當考慮UE波束賦形時，對NR系統的整體設計提出了新的挑戰。對於單點對點鏈路，為了充分利用天線陣列的波束賦形增益，其基本原理是儘可能精確地控制發射機和接收機波束。波束控制可以透過波束訓練來實現。例如，在存在不同的通道傳播條件、移動性、點對多點、多點對點場景的情況下，這樣的波束訓練變得很困難。
圖
3 a）、b）和c）顯示了用於UE移動的三種不同的小區內下行波束訓練用例。在所有情況下，假設UE相對於基站的位置線性地移動其位置。在情況a）線性移動引入了在UE處使用相同RX波束的同時在基站處改變TX波束的需要。在情況b）中，只有RX波束需要透過使用相同的TX波束來改變。在情況c）TX和RX光束都需要改變。
圖
4 a）展示了UE旋轉和波束阻塞的小區內波束訓練用例。在UE旋轉的情況圖4 a）中，UE的旋轉使得UE處的RX波束形成器改變，而基站處的TX波束保持不變。在波束阻塞的情況下，訊號路徑被障礙物阻塞，導致接收器處的訊號質量顯著下降，例如接收功率下降數十dB。例如，由於反射（藍色波束）的替代路徑可以成為基站和UE之間的最佳鏈路。
從系統設計的角度來看，
UE
波束
賦形
和相關的顯式訓練可能會給
NR
系統帶來大量的信令開銷和額外的時延。
由於週期性下行鏈路信令掃描由覆蓋整個扇區的
基站
波束組成，因此應最大限度地利用這些週期訊號進行波束訓練，以最小化信令開銷。此外，任何明確的訓練
流程
和相關物理訊號的分配都應該由
基站
控制。
為了從網路的角度靈活有效地支援
UE
波束
賦形
，需要啟用以下功能和特性：
週期性下行鏈路訊號的使用使得與
UE
波束
賦形
相關的物理層過程對於網路是透明的
1。
最大限度地利用
週期性
發現訊號
2。
顯性的訓練流程
和相關訊號的分配應由
基站
控制
當在
UE
處使用中等大小的天線陣列時，需要在基於波束的操作中利用“全向”型別的波束特性，以減少信令開銷和延遲
在
UE
處支援多個
RX/TX
天線埠，為基於波束的操作提供了靈活性
利用
UE
的通道互易性
