是德科技 5G 無(wú)線通信技術(shù)及是德科技解決方案

 從 1992年 GSM開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)到現(xiàn)在，數(shù)字移動(dòng)通信僅僅用 20多年的時(shí)間就已經(jīng)全面地改變了我們的工作方式和生活方式，隨著智能終端和平板電腦的普及，人們的工作和生活越來(lái)越依賴移動(dòng)數(shù)據(jù)信息交換，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)也逐步從概念走向現(xiàn)實(shí)，M2M信息交換使無(wú)線通信從傳統(tǒng)電信領(lǐng)域飛速地?cái)U(kuò)展到金融，交通，電力，醫(yī)療，家居，工業(yè)控制，農(nóng)業(yè)，環(huán)境保護(hù)等非電信行業(yè)，并且必將滲透到所以行業(yè)，而這些傳統(tǒng)非電信行業(yè)的無(wú)線技術(shù)化是即信息革命后的又一次重大飛躍。這兩個(gè)方面導(dǎo)致了無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸需求的迅猛發(fā)展，統(tǒng)計(jì)顯示 2012年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量大幅增長(zhǎng)了 70%，達(dá)到了 8.85x1015TB，預(yù)計(jì)從2012年到 2017年將增長(zhǎng) 13倍，到 2017年，全球通過(guò)無(wú)線通信方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量將超過(guò)有線方式，將占到 55%，同時(shí)平均每部移動(dòng)終端將產(chǎn)生 2.7 GB的數(shù)據(jù)流量，所以未來(lái) 5-10年的無(wú)線通信給現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備帶來(lái)極大的壓力，目前的 3G和 4G都無(wú)法完全滿足，于是業(yè)界提出了第 5代無(wú)線通信即 5G。中國(guó)IMT2020 5G白皮書就把 5G描述為以用戶為中心構(gòu)建的全方位信息生態(tài)系統(tǒng)，5G將使信息突破時(shí)空限制，提供極佳的交互體驗(yàn)，便捷地實(shí)現(xiàn)人與萬(wàn)物的智能互聯(lián)。 5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時(shí)延的使用體驗(yàn)，千億設(shè)備的連接能力，超高流量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動(dòng)性等多場(chǎng)景的一致服務(wù)，業(yè)務(wù)及用戶感知的智能優(yōu)化，同時(shí)將為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實(shí)現(xiàn)“信息隨心至，萬(wàn)物觸手及”的總體愿景[1]。

業(yè)界已經(jīng)提出一些 5G關(guān)鍵性能指標(biāo)，主要包括用戶峰值速率、用戶體驗(yàn)速率，帶寬、連接數(shù)密度、端到端時(shí)延、移動(dòng)性等。

同時(shí)我們也認(rèn)為 5G設(shè)備和應(yīng)用將靈活地匹配不同的場(chǎng)景，因?yàn)獒槍?duì)速率，移動(dòng)性，時(shí)延，成本，能耗等各個(gè)方面的要求在不同應(yīng)用場(chǎng)景下有很大區(qū)別，如下面兩張圖所示比較。

左圖是針對(duì)高速率數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景，使用的技術(shù)重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)高吞吐率，高流量密度，高頻譜效率，短時(shí)延等，右圖是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng) M2M場(chǎng)景，使用的技術(shù)就偏重在低設(shè)備成本，高連接數(shù)，極長(zhǎng)的電池壽命等。

由于物聯(lián)網(wǎng)對(duì)速率和帶寬要求較低，目前的無(wú)線技術(shù)可以很好地融合實(shí)現(xiàn)，本文主要探討由超高速率傳輸所推動(dòng)的 5G新技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)以及是德科技為業(yè)界提供的5G全面解決方案。

2. 5G關(guān)鍵技術(shù)和測(cè)試方案

為了實(shí)現(xiàn) 5G無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅苤笜?biāo)，需要采用革命性的無(wú)線技術(shù)，從深挖頻譜效率，功率效率和用戶數(shù)量角度提出了大規(guī)模 MIMO技術(shù)，從頻率資源和超高吞吐率所要求超寬帶調(diào)制的角度提出了使用毫米波頻段，從大幅度提高流量密度以及高頻段信號(hào)衰減的角度提出了超密集組網(wǎng)和協(xié)作式網(wǎng)絡(luò)，以及完全基于軟件無(wú)線電的新型物理層技術(shù)，包括 NOMA，F(xiàn)BMC，F(xiàn)ullDuplex等，這些已經(jīng)成為 5G無(wú)線傳輸方面的標(biāo)志性技術(shù)，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò) 4G，所以 5G從無(wú)線技術(shù)角度也被稱為革命而不是演進(jìn)。但是革命性的技術(shù)也給研發(fā)和測(cè)試帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，尤其是大規(guī)模MIMO，毫米波以及超寬帶信號(hào)產(chǎn)生和接收分析使傳統(tǒng)無(wú)線通信測(cè)試儀表很難滿足要求。是德科技憑借超過(guò) 70年的測(cè)試測(cè)量?jī)x表歷史和領(lǐng)先的無(wú)線通信儀表平臺(tái)，可以給業(yè)界提供最全面的 5G無(wú)線通信測(cè)試解決方案，可以覆蓋各種 5G關(guān)鍵技術(shù)，以及包括器件測(cè)試，信道探測(cè)建模，信號(hào)模擬，信號(hào)接收分析，系統(tǒng)級(jí)仿真和驗(yàn)證等各種測(cè)試應(yīng)用。

2.1 大規(guī)模 MIMO (Massive MIMO) 技術(shù)

多天線技術(shù)作為提高系統(tǒng)頻譜效率和傳輸可靠性的有效手段，已經(jīng)應(yīng)用于LTE和WLAN等系統(tǒng)。根據(jù)信息論，天線數(shù)量越多，頻譜效率和可靠性提升越明顯，尤其是當(dāng)發(fā)射天線和接收天線數(shù)量很大時(shí)，MIMO信道容量將隨收發(fā)天線數(shù)中的最小值近似線性增長(zhǎng)。在5G大規(guī)模MIMO中，基站配置數(shù)量非常大(通常幾十到幾百根，是現(xiàn)有系統(tǒng)天線數(shù)量的 1-2個(gè)數(shù)量級(jí)以上)的天線，可以在相同時(shí)頻資源上同時(shí)服務(wù)很多用戶。大規(guī)模 MIMO主要優(yōu)點(diǎn)包括: 第一，大規(guī)模 MIMO大幅度提高頻譜效率，第二，大規(guī)模 MIMO可將波束集中在很窄的范圍內(nèi)，從而大幅度降低干擾，第三，可大幅降低發(fā)射功率，從而提高功率效率，第四，當(dāng)天線數(shù)量足夠大時(shí)，最簡(jiǎn)單的線性預(yù)編碼和線性檢測(cè)器趨于最優(yōu)，并且噪聲和不相關(guān)干擾都可忽略不計(jì)。

大規(guī)模 MIMO對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試儀表提出了挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)臺(tái)式信號(hào)源和分析儀無(wú)法克服體積成本同步等多個(gè)方面問(wèn)題。是德科技的高性能射頻和微波模塊化儀表代表著無(wú)線通信測(cè)試的發(fā)展方向，支持多通道的信號(hào)產(chǎn)生和信號(hào)分析，通過(guò)靈活地組合和機(jī)箱級(jí)聯(lián)擴(kuò)展，可以支持從目前的 LTE/WLAN小規(guī)模 MIMO到大規(guī)模MIMO的測(cè)試要求，并且提供業(yè)界最高水平的測(cè)試指?？紤]到不同用戶的需求，是德科技分別提供針對(duì)射頻頻段和微波/毫米波頻段的模塊化儀表解決方案。

2.1.1大規(guī)模MIMO射頻頻段解決方案

是德科技 Massive MIMO射頻頻段解決方案是針對(duì)最高 6GHz的測(cè)試應(yīng)用，核心硬件采用是德科技高性能 X系列矢量信號(hào)源和信號(hào)分析儀平臺(tái)，模塊化結(jié)構(gòu)，具備與成熟的 X系列臺(tái)式儀表相同的性能指標(biāo)，軟件也采用已經(jīng)在行業(yè)廣泛應(yīng)用 Signal Studio信號(hào)產(chǎn)生平臺(tái)和 X-app以及 89600矢量信號(hào)分析平臺(tái)，還可以結(jié)合是德科技 SystemVue和ADS實(shí)現(xiàn)5G Massive MIMO信號(hào)產(chǎn)生和分析。

‾射頻頻段解決方案M9381A/M9391A

‾頻率范圍1M-6GHz

‾信號(hào)調(diào)制和分析帶寬最高160MHz

‾信號(hào)產(chǎn)生和測(cè)量的幅度精度可達(dá)±0.3dB

‾信號(hào)源射頻切換速度<220us

‾ LTE MIMO EVM<0.38%

‾ LTE MIMO同步精度<20ns

2.1.2大規(guī)模MIMO微波/毫米波頻段解決方案

是德科技 Massive MIMO微波到毫米波頻段解決方案支持寬帶矢量信號(hào)產(chǎn)生最高達(dá) 67 GHz和寬帶矢量信號(hào)接收分析最高達(dá)50 GHz的測(cè)試應(yīng)用 (如果增加毫米波混頻器擴(kuò)展，可以支持超過(guò) 100 GHz頻率范圍)，采用是德科技寬帶模塊化儀表與微波毫米波臺(tái)式儀表結(jié)合，完美地將毫米波頻率范圍與超寬帶多通道信號(hào)產(chǎn)生和分析結(jié)合，提供業(yè)界最高性能與靈活性，軟件采用已經(jīng)在行業(yè)廣泛應(yīng)用 Signal Studio信號(hào)產(chǎn)生平臺(tái)和 X-app以及89600矢量信號(hào)分析平臺(tái)，還可以結(jié)合是德科技 SystemVue和ADS實(shí)現(xiàn)5G Massive MIMO信號(hào)產(chǎn)生和分析。

‾微波到毫米波頻段多通道信號(hào)產(chǎn)生 : M8190A/M8195A/PSG/Mixer

‾頻率范圍可支持包括28G，45G，60-90GHz等5G頻段

‾信號(hào)產(chǎn)生帶寬最高8GHz/20GHz

‾微波到毫米波頻段多通道信號(hào)接收分析: M9362A-D01/M9703A/Mixer

‾頻率范圍可支持包括28G，45G，60-90GHz等5G頻段

2.2 毫米波 mmWave 技術(shù)

隨著無(wú)線通信的高速發(fā)展，射頻頻段頻率資源已經(jīng)非常緊張，而 5G超高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸所需要的超寬信號(hào)帶寬 (通常認(rèn)為達(dá)到 500 M-3 GHz) 在傳統(tǒng)的射頻頻段也難以得到滿足，使得 5G走向微波和毫米波頻段成為必然的選擇。通常認(rèn)為 26.5-300 GHz為毫米波頻率，可用帶寬超過(guò) 100 GHz。毫米波介于微波和光波之間，兼具二者優(yōu)點(diǎn)。與激光相比，毫米波的傳播受氣候小。毫米波與微波相比波束更窄，空間分辨率極高。毫米波器件尺寸小，可以實(shí)現(xiàn)天線和設(shè)備的小型微型化。這些特點(diǎn)決定了毫米波是實(shí)現(xiàn) 5G超高速數(shù)據(jù)通信和超密集布網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。毫米波頻段對(duì)測(cè)試測(cè)量的挑戰(zhàn)包括系統(tǒng)級(jí)和器件級(jí)兩個(gè)方面。系統(tǒng)級(jí)研發(fā)和驗(yàn)證需要毫米波和超寬帶的信號(hào)產(chǎn)生和接收分析，信道探測(cè)和建模仿真，器件級(jí)則需要完整的矢量網(wǎng)絡(luò)分析解決方案。

2.2.1信號(hào)產(chǎn)生和接收分析

是德科技提供業(yè)界最全面的微波到毫米波頻段信號(hào)產(chǎn)生和接收分析解決方案，支持寬帶矢量信號(hào)產(chǎn)生最高達(dá) 67 GHz和寬帶矢量信號(hào)接收分析最高達(dá)50GHz的測(cè)試應(yīng)用(如果增加毫米波混頻器擴(kuò)展，可以支持超過(guò) 100 GHz頻率范圍)，采用是德科技寬帶任意波形發(fā)生器，高帶寬示波器與微波毫米波臺(tái)式儀表結(jié)合，完美地將毫米波頻率范圍與超寬帶信號(hào)產(chǎn)生和分析結(jié)合，提供業(yè)界最高性能與靈活性，可以結(jié)合是德科技 89600，SystemVue和 ADS等軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn) 5G信號(hào)產(chǎn)生和分析，可以用于模擬 5G無(wú)線通信信號(hào)產(chǎn)生和接收，研究5G信道建模等。

‾微波到毫米波頻段信號(hào)產(chǎn)生: M8190A/M8195A/PSG/Mixer

‾頻率范圍可支持包括28G，45G，60-90GHz等5G頻段

‾信號(hào)產(chǎn)生帶寬最高8GHz/20GHz

‾微波到毫米波頻段信號(hào)接收分析: Infiniium Scope/PSG/Mixer

‾頻率范圍可支持包括28G，45G，60-90GHz等5G頻段

‾信號(hào)分析帶寬最高63GHz

2.2.2毫米波器件測(cè)試解決方案

是德科技提供基于 N5247A/N5227A的10 MHz~110 GHz單次掃描解決方案，系統(tǒng)組成包括 N5247A/N5227A 微波/毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，毫米波測(cè)試系統(tǒng)擴(kuò)展控制器以及頻率擴(kuò)展端口模塊。系統(tǒng)集成有直流偏置裝置，可以精確地對(duì)被測(cè)器件的偏置狀態(tài)進(jìn)行控制，由于超寬的測(cè)量頻率范圍以及低至 10 MHz的下限測(cè)量頻率，系統(tǒng)做時(shí)域測(cè)量時(shí)可以具有極高的時(shí)間分辨率，還可以精確地對(duì)施加在被測(cè)器件上的激勵(lì)信號(hào)的功率進(jìn)行控制，并能在1mm的測(cè)量端口上進(jìn)行功率掃描。

‾單次掃描即可完成10MHz-110GHz掃描

‾ 1.0mm同軸連接器接口

‾超寬帶矢量調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生: M8190A/M8195A

‾信號(hào)產(chǎn)生帶寬最高8GHz/20GHz

‾業(yè)界領(lǐng)先的同軸，夾具上和晶圓上校準(zhǔn)技術(shù)

‾端口上可內(nèi)置Kelvin bias tee

‾單次掃描即可完成10MHz-110GHz掃描

‾ 1.0mm同軸連接器接口

‾業(yè)界領(lǐng)先的同軸，夾具上和晶圓上校準(zhǔn)技術(shù)

‾端口上可內(nèi)置Kelvin bias tee

‾可選機(jī)械衰減器

‾功率穩(wěn)幅

2.3 超寬帶信號(hào)產(chǎn)生和分析

5G的核心目標(biāo)是超高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，主要使用的物理層新技術(shù)包括非正交傳輸，基于濾波器組的多載波技術(shù)以及新型的調(diào)制編碼，但是實(shí)現(xiàn)超高數(shù)據(jù)吞吐率的關(guān)鍵是超寬帶信號(hào)調(diào)制 (通常認(rèn)為達(dá)到 500 M-3 GHz)，這對(duì)傳統(tǒng)儀表硬件的調(diào)制和分析帶寬提出了很大的挑戰(zhàn)。

目前針對(duì) 5G空中接口主要集中在軟硬件性能驗(yàn)證和信道研究，所以需要真正達(dá)到超寬帶信號(hào)調(diào)制的信號(hào)產(chǎn)生和接收分析，并且能夠和最新物理層技術(shù)研究無(wú)縫結(jié)合，而傳統(tǒng)儀表往往受到采樣率和模擬帶寬限制，同時(shí)常常缺乏靈活的軟件平臺(tái)構(gòu)建新型物理層技術(shù)，從而很難真正驗(yàn)證從信源到信宿的數(shù)據(jù)吞吐性能以及毫米波和超寬帶信道傳播特性。

是德科技及時(shí)推出了目前業(yè)界最全面的超寬帶信號(hào)產(chǎn)生和接收分析解決方案，包括最新推出的具備業(yè)界最高分析帶寬的微波矢量信號(hào)分析儀 UXA，以及任意波寬帶矢量信號(hào)產(chǎn)生平臺(tái)最高帶寬達(dá) 20GHz和寬帶矢量信號(hào)接收分析平臺(tái)最高帶寬達(dá) 63GHz的測(cè)試應(yīng)用，采用是德科技寬帶任意波形發(fā)生器，高帶寬示波器與 SystemVue系統(tǒng)仿真軟件平臺(tái)結(jié)合，通過(guò) SystemVue強(qiáng)大的物理層技術(shù)構(gòu)造仿真能力，可以完美地驗(yàn)證 5G空中接口數(shù)據(jù)吞吐性能以及超寬帶信道傳播特性。

‾超寬帶矢量調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生: M8190A/M8195A

‾信號(hào)產(chǎn)生帶寬最高8GHz/20GHz

‾存儲(chǔ)深度16G采樣點(diǎn)

‾超寬帶微波矢量信號(hào)分析儀: N9040B UXA

‾頻率范圍26.5GHz，分析帶寬最高510GHz

‾超寬帶矢量信號(hào)接收分析: Infiniium Scope/M9703A

‾信號(hào)分析帶寬最高63GHz

‾超寬帶矢量信號(hào)調(diào)制構(gòu)造和仿真: SystemVue

2.4 波束賦形 Beamforming 技術(shù)

波束賦形 Beamforming 技術(shù)從 3G開(kāi)始引入，在 4G中普遍應(yīng)用，也是 5G的關(guān)鍵技術(shù)，區(qū)別是 5G使用更大規(guī)模的天線陣列，波束賦形精度更高，空間分辨率更高，抗干擾性和傳輸質(zhì)量更好，發(fā)射功率更低，但是也對(duì)鎖相精度和工作頻率提出更高要求，同時(shí)針對(duì)波束賦形 Beamforming 的測(cè)試分析需要強(qiáng)大的矢量分析工具，能夠通過(guò)矢量分析直接得到波束賦形結(jié)果。

是德科技提供目前業(yè)界最全面靈活的波束賦形 Beamforming 信號(hào)產(chǎn)生和接收分析解決方案，從傳統(tǒng)的臺(tái)式矢量信號(hào)源到最新推出的模塊化解決方案，支持超寬帶相參信號(hào)產(chǎn)生，同時(shí)是德科技業(yè)界獨(dú)有的 89600B矢量信號(hào)分析平臺(tái)軟件具備全面的針對(duì)波束賦形 Beamforming 的測(cè)試分析，可以通過(guò)矢量分析直接得到波束賦形結(jié)果，結(jié)合 SystemVue系統(tǒng)仿真軟件平臺(tái)，可以完美構(gòu)建5G波束賦形Beamforming測(cè)試和驗(yàn)證平臺(tái)。

‾超寬帶鎖相矢量調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生: M8190A/M8195A

‾信號(hào)產(chǎn)生帶寬最高8GHz/20GHz

‾鎖相矢量信號(hào)發(fā)生器: E8267D/E4438C/N5182B

‾鎖相矢量調(diào)制信號(hào)頻率最高: 44GHz

‾射頻頻段鎖相接收機(jī): N7109A(中移動(dòng)指定智能天線測(cè)試儀)

‾超寬帶鎖相矢量信號(hào)接收分析: Infiniium Scope

‾微波寬帶鎖相信號(hào)接收分析: M9362A-D01/M9703A

‾鎖相矢量仿真和驗(yàn)證分析: 89600B，SystemVue

波束賦形 Beamforming的關(guān)鍵性能取決于鎖相精度， 4G LTE通常的鎖相精度要求到小于 5度，即 2GHz載波時(shí)間偏差僅 7ps，5G對(duì)波束賦形 Beamforming要求更會(huì)超過(guò) 4G。是德科技 89600平臺(tái)目前針對(duì) N7109A平臺(tái)提供的 Cross Channel Correction可以保證儀表的鎖相精度偏差僅 0.1度，下圖所示是 89600控制N7109A校正后的通道間幅度和相位差。

2.5 5G 新物理層技術(shù)

5G在無(wú)線傳輸技術(shù)方面，將充分利用軟件無(wú)線電架構(gòu)，引入能夠進(jìn)一步挖掘頻譜效率提升潛力的技術(shù)，如非正交多址接入技術(shù)，基于濾波器組的多載波技術(shù)，全雙工技術(shù)，新型編碼調(diào)制技術(shù)，新的波形設(shè)計(jì)技術(shù)等，其中很多技術(shù)相對(duì)于 3G/4G也是革命性的，雖然正交頻分復(fù)用 OFDM (orthogonal frequencydi-vision multiplexing)是4G LTE以及 WLAN的核心技術(shù)，但是OFDM也存在下列不足之處。

‾ OFDM需要插入循環(huán)前綴以對(duì)抗多徑衰落，從而導(dǎo)致無(wú)線資源的浪費(fèi)

‾ OFDM對(duì)載波頻偏的敏感性高，具有較高的峰均比

‾ OFDM各子載波必須具有相同的帶寬

‾ OFDM各子載波之間必須保持同步

‾ OFDM各子載波之間必須保持正交，限制了頻譜使用的靈活性

‾ OFDM技術(shù)采用方波作為基帶波形，載波旁瓣大，當(dāng)子載波同步不能嚴(yán)格保證的情況下相鄰載波干擾嚴(yán)重

在 5G系統(tǒng)中，由于支撐高數(shù)據(jù)速率的需要，將可能需要高達(dá)500M-2GHz的帶寬，但在較低的射頻頻段，難以獲得連續(xù)的寬帶頻譜資源，而 OFDM技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)零散空白頻譜的靈活利用，所以需要新的物理層技術(shù)實(shí)現(xiàn)5G的性能指標(biāo)。

基于濾波器組的多載波 FBMC (Flter-bank Based Multicarrier)技術(shù)[2]被廣泛關(guān)注，發(fā)射機(jī)通過(guò)合成濾波器組來(lái)實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制，接收機(jī)通過(guò)分析濾波器組來(lái)實(shí)現(xiàn)多載波解調(diào)。合成濾波器組和分析濾波器組由一組并行的成員濾波器構(gòu)成，與 OFDM不同，F(xiàn)BMC各載波之間不再必須正交，也不需要插入循環(huán)前綴，各子載波帶寬和各子載波之間的交疊程度可以靈活控制，各子載波之間也需要同步，這樣同步和信道估計(jì)檢測(cè)等可在各子載波上單獨(dú)進(jìn)行處理，非常適合于難以實(shí)現(xiàn)各用戶之間嚴(yán)格同步的上行鏈路，并且可以靈活使用頻譜。

非正交多址接入 NOMA技術(shù)是對(duì) OFDM技術(shù)的改進(jìn)，在發(fā)射端改變了原來(lái)單個(gè)時(shí)頻資源 (例如資源塊 RB)在同一時(shí)間只能由單一用戶獨(dú)占的方式，功率也可以由多個(gè)用戶共享，相當(dāng)于多個(gè)用戶混合在一起，接收端需要采用干擾消除技術(shù)將不同用戶區(qū)分開(kāi)來(lái)。業(yè)界有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證NOMA可以進(jìn)一步提高傳輸容量。

全雙工技術(shù)指同時(shí)同頻進(jìn)行雙向通信的技術(shù)。由于在無(wú)線通信系統(tǒng)中存在固有的發(fā)射信號(hào)對(duì)接收信號(hào)的自干擾，傳統(tǒng)設(shè)備由于技術(shù)條件的限制，不能實(shí)現(xiàn)同時(shí)同頻的雙向通信，上下行需要使用 TDD或FDD等雙工方式進(jìn)行區(qū)分，但是這樣理論上就浪費(fèi)了一半的無(wú)線資源。隨著各種干擾抵消技術(shù)的發(fā)展和成熟，同頻同時(shí)的全雙工技術(shù)逐漸成為 5G熱點(diǎn)技術(shù)，是 5G系統(tǒng)充分挖掘無(wú)線頻譜資源的一個(gè)重要方向[2]。

是德科技 SystemVue作為系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)仿真環(huán)境，主要用于通信系統(tǒng)物理層技術(shù)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。 SystemVue 結(jié)合是德科技測(cè)試儀表為下一代 5G無(wú)線通信系統(tǒng)建模，實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證建立了理想的，可擴(kuò)展的環(huán)境。 SystemVue 從項(xiàng)目第一天開(kāi)始創(chuàng)建虛擬系統(tǒng)和仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證，然后逐漸和硬件結(jié)合引入更多測(cè)量，SystemVue 可以和是德科技矢量信號(hào)源結(jié)合創(chuàng)建復(fù)雜信號(hào)波形，并仿真真實(shí)世界無(wú)線傳播環(huán)境，還可以結(jié)合是德科技89600矢量信號(hào)分析 VSA平臺(tái)，后者提供一整套信號(hào)分析工具對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和矢量信號(hào)分析，從而可以為 5G研發(fā)構(gòu)建從發(fā)射到接收的完整物理層，包括 NOMA，F(xiàn)BMC，全雙工技術(shù)，編碼調(diào)制等新技術(shù)都可以在這個(gè)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并可以在真實(shí)射頻微波環(huán)境中得到驗(yàn)證。

2.6 超密集協(xié)作式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) HetNet

由于 5G系統(tǒng)既包括革命性的新型無(wú)線傳輸技術(shù)，也包括現(xiàn)有的各種無(wú)線接入技術(shù)的后續(xù)演進(jìn)，所以 5G網(wǎng)絡(luò)必然是多種無(wú)線接入技術(shù)包括 5G，4G，LTE，UMTS和 WiFi等共存，既有負(fù)責(zé)基礎(chǔ)覆蓋的宏站，也有大量承擔(dān)熱點(diǎn)覆蓋的低功率小站，即RRU，PicoCell和FemtoCell等多層覆蓋的多無(wú)線接入技術(shù)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)證明，由于小區(qū)半徑的縮小從而頻譜資源的空間復(fù)用帶來(lái)的頻譜效率提升的增益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于語(yǔ)音編碼技術(shù)和調(diào)制技術(shù)以及 MAC調(diào)度改進(jìn)所帶來(lái)的增益，但是5G不是進(jìn)行簡(jiǎn)單的小區(qū)分裂，而是通過(guò)增加低功率節(jié)點(diǎn)數(shù)量的方式提升系統(tǒng)容量，根據(jù)流量密度和連接數(shù)性能要求增加密度，甚至將來(lái)激活用戶數(shù)和站點(diǎn)數(shù)的比例達(dá)到 1:1，即每個(gè)激活的用戶都將有一個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，從而形成超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

5G是融合協(xié)同的多制式共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，存在密集多層，多無(wú)線接入技術(shù)的共存，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，所以實(shí)現(xiàn) 5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵有兩個(gè)方面。

‾大量采用FemtoCell和Small Cell等低功率節(jié)點(diǎn)設(shè)備

‾實(shí)現(xiàn)自組織，自動(dòng)干擾協(xié)調(diào)和規(guī)避，自優(yōu)化和自愈合的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

針對(duì) FemtoCell和Small Cell等低功率節(jié)點(diǎn)設(shè)備，是德科技 X系列矢量信號(hào)源配合Signal Studio信號(hào)產(chǎn)生軟件，X系列矢量信號(hào)分析儀等產(chǎn)品以及被業(yè)界廣泛用于 FemtoCell以及基站設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)測(cè)試，同時(shí)是德科技還最新推出了業(yè)界第一款專門針對(duì)FemtoCell和微蜂窩基站設(shè)備測(cè)試及產(chǎn)線的綜合測(cè)試儀，采用最新PXI架構(gòu)模塊化結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)包括各種無(wú)線通信制式的并行高速測(cè)試，目前支持LTE FDD，LTE TDD，W-CDMA/HSPA/HSPA+，GSM/EDGE-Evo，TD-SCDMA，WLAN 802.11a/b/g/n/ac，并且具備良好的擴(kuò)展升級(jí)能力。

針對(duì)各種認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，是德科技也具備長(zhǎng)期的行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，例如已經(jīng)支持歐盟 EN300328和EN301893的針對(duì)WLAN設(shè)備的 DFS和 Adaptivity測(cè)試，并且能夠根據(jù)未來(lái) 5G需求靈活組建相應(yīng)的測(cè)試平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1] IMT-2020(5G)推進(jìn)組，5G愿景與需求白皮書

[2]尤肖虎，潘志文，高西奇，曹淑敏，鄔賀銓，5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)，中國(guó)科學(xué):信息科學(xué)2014年第44卷第5期: 551-563