世界移動通訊大會(MWC 2018)上 5G相關(guān)產(chǎn)品競相發(fā)布

3GPP在去年底發(fā)布第一版5G NR標(biāo)準(zhǔn)后，全球移動通訊業(yè)者競相發(fā)布5G芯片、天線、互通性測試結(jié)果與合作伙伴關(guān)系，為大規(guī)模的5G網(wǎng)絡(luò)試營運與商業(yè)部署鋪路。

隨著第一版的5G新無線（5G NR） Release 15標(biāo)準(zhǔn)在去年12月底定，來自全球各地的電信營運商與技術(shù)供應(yīng)商在今年的世界移動通訊大會（MWC 2018）齊聚一堂，競相發(fā)布其5G芯片、天線、互通性測試結(jié)果、新的合作伙伴關(guān)系以及5G商用部署計劃。

移動產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)是盡早在2019年啟動并運行5G網(wǎng)絡(luò)。

然而，在編織所有美好的愿景背后，很顯然地，必須仰賴毫米波（mmWave）頻段布署其5G網(wǎng)絡(luò)的美國蜂巢式營運商，目前正面臨一連串前所未有的設(shè)計、驗證和實施等問題。

是德科技（Keysight Technologies）通訊部門策略規(guī)劃經(jīng)理Michael Griffin說：“針對6GHz以下的射頻（RF）蜂巢式（Cellular）頻段，我們只需要關(guān)注信號品質(zhì)如何。”如今采用5G毫米波，“我們最需要擔(dān)心的第一件事就是信號在哪里。”

5G的毫米波頻段目前仍存在著高傳播損耗、 指向性（direcTIvity）以及靈敏度受阻礙等問題。

聯(lián)發(fā)科技（MediaTek）總裁陳一舟（Joe Chen）在接受《EE TImes》采訪時說：“我們目前正大量投資于5G。”他補充說，“雖然在4G時代落后了，但從那時起我們的數(shù)據(jù)機團隊進行了大量的工作，應(yīng)該能夠滿足先進的5G技術(shù)要求。”

這說起來簡單，但5G毫米波在系統(tǒng)與芯片設(shè)計方面的要求與4G截然不同。由于信號具有高度指向性的本質(zhì)以及更高的損耗，供應(yīng)商必須開發(fā)多種天線。

陳一舟坦言，根據(jù)使用者如何拿手機、與其頭部有多么接近或者是否邊走路邊講電話等情況，都可能很容易失去信號。

對于移動產(chǎn)業(yè)而言，當(dāng)務(wù)之急在于必須掌握RF設(shè)計方面的知識，以及為手機內(nèi)部的天線陣列進行更策略性的布局。

英特爾（Intel）在MWC展示了首款采用5G技術(shù)的二合一概念個人電腦（PC）。有些參觀者對其罕見的天線布局感到意外。英特爾在這款PC原型機的背面整合了兩個4 x 4元件組成的大型天線模組。

英特爾展示二合一PC原型，背面搭載兩個大型的天線陣列單元

英特爾通訊與裝置事業(yè)群先進裝置技術(shù)總監(jiān)Baljit Singh強調(diào)這只是一款原型。他說，英特爾一直在學(xué)習(xí)如何最佳化相控天線陣列的設(shè)計和布局。如果其中一個天線區(qū)塊遺失信號，軟件就會觸發(fā)動態(tài)切換信號接收到另一個天線陣列區(qū)塊。Singh說：“這并不是無法解決的問題。我們正為此開發(fā)多種解決辦法。”

至于每個陣列應(yīng)該使用多少天線元件（是4&TImes;4、8&TImes;8或更多？）、應(yīng)該安裝多少天線（2支或更多？）以及應(yīng)該加在PC或手機（側(cè)邊或背面？）的什么位置？目前都還沒有最佳實踐的教科書。據(jù)聯(lián)發(fā)科技表示，天線陣列將不可避免地會與電池爭奪空間。這些資訊將成為系統(tǒng)設(shè)計人員的專有知識，他們都希望利用這些知識來差異化產(chǎn)品。

是德科技的Griffin指出，5G毫米波的挑戰(zhàn)讓測試變得更加復(fù)雜。他表示，不只是最終的5G系統(tǒng)必須測試，RFIC也一樣要通過測試要求。

由于天線和RFIC緊密整合在5G毫米波架構(gòu)中，工程師無法透過電氣連接器來測試RFIC的性能。因此，芯片設(shè)計人員在設(shè)計之前就必須進行空中傳輸（OTA）測試，但這是他們之前從來不曾做過的。

Griffin補充說，5G毫米波還帶來新的“波束成形和波束控制”。依據(jù)信號的可用性（是否有足夠的5G小型基地臺？），5G系統(tǒng)必須能夠利用主波束或切換到旁瓣，以提高信號強度和鏈路預(yù)算。Griffin強調(diào)，這種波束成形和波束控制機制使得5G測試更加復(fù)雜化。

接下來我們將分享在MWC 2018觀察到的5G新方案，期望有助于讀者迅速掌握5G的最新發(fā)展動態(tài)。

在5G時代，你可能經(jīng)常會被問到：“你拿5G智能手機的姿勢對嗎？”

5G手機的設(shè)計師注意到消費者拿手機的方式很不一樣。由于5G毫米波RF信號對于障礙物十分敏感，包括使用者的手、頭部或鼻子，都可能在無意中阻擋了信號傳輸。

聯(lián)發(fā)科展示搭載最新5G技術(shù)的手機原型

5G毫米波信號并不是靜態(tài)的；波束成形可以持續(xù)地變化。手機需要一組接收5G毫米波信號的天線元件。例如，聯(lián)發(fā)科在MWC展示的5G原型中加進了兩個2 x 8的天線元件。天線陣列越大，接收效果越好。但天線必須在緊密封裝的手機中與電池爭奪空間。

華為（Huawei）

華為在今年MWC的展示重點都與5G客戶端設(shè)備（CPE）有關(guān)。

該公司發(fā)布了一款名為Balong 5G01的5G數(shù)據(jù)機芯片，據(jù)稱可支持5G的所有頻段，包括sub-6GHz和毫米波，以提供適用于多種用途的完整5G解決方案。

華為展示包括5G移動Wi-Fi、5G CPE和5G數(shù)據(jù)機芯片。鑒于華為Balong 5G01芯片的規(guī)模，它可能更適于整合至熱點，而非5G手機中。它的尺寸太大了。盡管如此，該公司宣稱這款芯片將使華為成為“第一家提供包括網(wǎng)絡(luò)、裝置與芯片級功能的端對端5G解決方案。”

華為展示5G移動Wi-Fi （左）、5G CPE（中間）和5G數(shù)據(jù)機芯片 高通

去年MWC的5G重點在于從理論上討論5G的潛在應(yīng)用——從大規(guī)模寬頻到關(guān)鍵的通訊以及大規(guī)模機器通訊。

今年，高通（Qualcomm）的展示將轉(zhuǎn)變?yōu)槟M5G的測試結(jié)果。其模擬建模了德國法蘭克福（Frankfurt）和美國舊金山（San Francisco）的實際情況——這兩個城市都以現(xiàn)有的基地臺位置與頻譜分配為基礎(chǔ)。

舊金山的模擬基礎(chǔ)在于一個執(zhí)行于800MHz、28GHz頻譜的毫米波建模網(wǎng)絡(luò)。4G的中級瀏覽速度為71Mbps；到了5G時代，它將跳升至1.5Gbps。對于許多營運商而言，目前的5G都屬于“大規(guī)模寬頻”，以便更快速地瀏覽網(wǎng)頁和下載8K視訊。

高通發(fā)表自家5G數(shù)據(jù)機芯片——X50

高通列舉18家主要的公司都將在2019年發(fā)表的5G移動裝置中整合其X50數(shù)據(jù)機系列，包括諾基亞（Nokia）/HMD、Sony、小米（Xiaomi）、Oppo、Vivo、宏達電（HTC）、LG 、Asus、ZTE、夏普（Sharp）和富士通（Fujitsu）等公司。不過，在這份名單中獨缺全球前三大手機制造商——蘋果（Apple）、華為和三星（Samsung）。

英特爾

英特爾在其二合一“概念”PC的背面加進了5G和天線陣列的設(shè)計，引發(fā)諸多討論。這兩塊模組不僅巨大，而且位于一個不尋常的位置。英特爾一直圍繞著5G毫米波進行大量實驗，試圖解決這個問題。

英特爾展示其39GHz 5G RFIC與天線陣列

5G毫米波天線陣列的布局在基于5G蜂巢式的車對車（V2V）、車對基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）方面將變得更加重要。如果僅僅改變手中的重量就可能很輕易地失去手機信號，那么想像一下以70mph的時速執(zhí)行任務(wù)關(guān)鍵的V2V通訊將面臨多大的挑戰(zhàn)。

Baljit Singh說，英特爾在MWC展示的車輛中內(nèi)建4個5G天線陣列模組——分別位于這輛SUV的前面、后面以及兩側(cè)。“去年我們在東京御臺場與Docomo、電裝（Denso）和愛立信（Ericsson）合作測試基于5G的C-V2X。它的進展十分順利，我們很快就可以完成這項任務(wù)。”

Daniel Figueiredo解釋5G NR技術(shù)

對于5G的關(guān)注主要集中在大規(guī)模頻段上。NTT Docomo智能ICT平臺研究部下城拓也（Takuya Shimojo）借由愛立信的攤位展示日本營運商的“5G核心”（5G Core）成果。例如，網(wǎng)絡(luò)切片（network slicing）技術(shù)是5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）服務(wù)的關(guān)鍵。他解釋，該技術(shù)將根據(jù)所需時間與位置以分散式網(wǎng)絡(luò)提供連接能力，而非傳統(tǒng)以垂直分組方式在單一網(wǎng)絡(luò)中定位網(wǎng)絡(luò)功能。

NTT Docomo智能ICT平臺研究部下城拓也在愛立信攤位展示5G Core成果 是德科技

是德科技展示為5G設(shè)計打造的小型天線量測暗室。Michael Griffin指出，5G毫米波本身就很復(fù)雜了，再加上5G NR與2G、3G、4G、802.11、免授權(quán)頻譜共存，帶來無止盡的各種頻段組合，造成了LTE和5G NR之間的各種問題，包括時間校準(zhǔn)、功率傳輸、信號協(xié)調(diào)與移動性等。

是德科技通訊部門策略規(guī)劃經(jīng)理Michael Griffin認(rèn)為，在5G毫米波時代，最怕找不到5G信號…

OTA測試需要天線量測暗室和設(shè)備，為發(fā)射機產(chǎn)生已知的類比毫米波信號，然后分析由喇叭天線擷取的發(fā)射信號。是德科技為芯片設(shè)計人員提供這樣的測試暗室。例如，新創(chuàng)公司Movandi與Keysight合作驗證其mmWave前端波束成形設(shè)計。針對Movandi，是德科技的Movandi說：“在新創(chuàng)公司的RFIC和波束成形天線陣列方面，Movandi似乎比其他公司的進展更早幾步。”

是德科技展示5G小型天線量測暗室 FCC

美國聯(lián)邦通訊委員會（FCC）主席Ajit Pai在MWC發(fā)展專題演講中表示，他計劃在今年秋天舉行毫米波頻段拍賣會。更具體地說，他指的是在今年11月將會拍賣28GHz頻譜，隨后則是針對24GHz頻譜進行拍賣。

FCC主席在MWC發(fā)表專題演講

美國國會必須在今年5月13日以前通過立法，Pai警告說，延遲國會采取行動可能會“延緩美國5G的未來”。

然而，就算在5月13日失敗了也并不一定意味著整個5G的發(fā)布會戛然而止。Pai推動毫米波頻譜的拍賣計劃似乎受到T-Mobile和AT&T等主要營運商的游說行動影響——他們最近不斷地敦促委員會拍賣電波。