在蜂窝网络系统中，无论是4G LTE还是5G NR，多输入多输出（MIMO）和载波聚合（CA）都是关键技术，但它们之间有何区别？

载波聚合是LTE Advanced网络中引入的一项高度创新技术，它允许移动网络将多个频率载波合并为一个，以增加整体载波带宽，从而为移动手机用户带来更显著的数据速率提升。起初，基于3GPP Release 8的LTE网络并不支持载波聚合，但LTE网络支持灵活的带宽配置，这意味着它可以采用不同带宽的频率载波，如1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz和20 MHz。

LTE-Advanced的Release 10是首个引入载波聚合（带内连续和带间）的LTE版本，以5×20 MHz作为标准CA，但这仅适用于两个运营商。2012年推出的LTE-Advanced Release 12支持带内非连续载波聚合，支持聚合最多5个灵活带宽的频率载波，最高达100MHz带宽。尽管100MHz带宽已令人印象深刻，但LTE-Advanced Pro网络带来了更高规格的载波聚合配置，旨在提供下行链路最高3 Gbps的吞吐量，这需要更大的载波尺寸。3GPP Release 13推出了LTE-Advanced Pro网络，支持最多32个载波的聚合，最大带宽可达640MHz。

尽管载波聚合是LTE-Advanced网络中已呈现的一项关键技术，它使LTE的演进能够实现超过1Gbps的用户数据速率，但在5G网络中，载波聚合将支持向多千兆5G的演进，用户数据速率将达到约4 Gbps及以上。

在讨论完载波聚合后，让我们来看看MIMO究竟是什么？

在无线网络中，两个无线节点通过无线信道进行数据发送和接收，该信道使用一定的无线频谱。但在许多地区，合适的频谱稀缺，使用更多频谱并不实际。

MIMO代表多输入多输出，是一种先进的智能天线技术，可以在不增加频谱的情况下提升容量，因此被4G LTE、LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro网络广泛采用。MIMO通过空间复用、天线分集和波束成形技术有效提升数据速率和信号质量。

MIMO在4G LTE中侧重于空间复用原理，意味着通信通过多个空间分离的天线（空分复用）进行。同时，MIMO还通过天线分集技术减轻多径衰落的影响，从而提升移动信号质量。

此外，MIMO还受益于波束成形技术，多个天线向同一接收器发送信号，使得接收器可以接收到更强的信号。LTE网络在下行和上行链路中使用不同的MIMO配置，并且发射器和接收器必须支持这些配置。

根据3GPP Release 8，最初的LTE网络在下行链路支持4×4 MIMO配置，上行链路支持2×2 MIMO配置。4×4下行配置意味着基站发射器的四个天线单元向手机发送信号，而手机接收器的四个天线单元负责接收信号。上行传输则从手机返回基站。

LTE-Advanced和LTE-Advanced Pro网络在下行链路使用8×8 MIMO配置，上行链路使用4×4 MIMO配置。总而言之，MIMO和载波聚合在现代蜂窝网络中各自发挥独特且关键的作用，共同为用户带来更高速、更稳定的通信体验。在5G（NR）网络中，采用了称为大规模MIMO的先进MIMO技术，它使用更高的配置和多用户MIMO。大规模MIMO已成为超快毫米波5G的关键推动力和基础组件。

对于必须拥有多少天线才能被视为大规模MIMO，没有固定定义，但通常超过8×8天线的系统被认为是大规模MIMO系统，8×8数字指的是8个发射天线和8个接收天线。一般来说，MIMO作为一种天线技术，与载波聚合有不同的侧重点。

载波聚合侧重于合并频率载波，而MIMO通过更有效地空间复用现有频率载波来提升移动用户的数据速率。载波聚合将多个频率载波组合在一起，为手机分配更大的载波带宽。而MIMO利用发射器的大量天线单元向接收器发送多个并行数据流。MIMO接收器也配备多个天线单元来接收这些数据流，用户设备的输出通过组合各种数据流来产生。这样，每个数据流就像基站和用户设备之间的一个虚拟信道。