5G時(shí)代來臨 面對(duì)的問題有哪些呢？

2016年11月，舉辦于烏鎮(zhèn)的第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)，美國高通公司帶來的可以實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的5G技術(shù)原型入選15項(xiàng)“黑科技”——世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先成果.高通5G 向千兆移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能邁進(jìn)。由于物聯(lián)網(wǎng)尤其是互聯(lián)網(wǎng)汽車等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度有著更高的要求，這無疑成為推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要因素。因此無論是加拿大政府還是全球各地，均在大力推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)，以迎接下一波科技浪潮。

原計(jì)劃2020年正式商用的第五代移動(dòng)通信技術(shù)有望比設(shè)想更早到來。在3月初召開的3GPP RAN第75次全體大會(huì)上，正式通過了5G加速的提案，這意味著5G標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間點(diǎn)將前移，一些領(lǐng)先運(yùn)營商們已宣布將在今年推出預(yù)商用5G服務(wù)。不過，5G產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與成熟，不僅需要芯片廠商、設(shè)備廠商與電信運(yùn)營商的通力合作，其中非常重要的一環(huán)，則是來自于測試廠商對(duì)5G研發(fā)的參與和推動(dòng)。

5G商用將提至2019年

測試同步跟進(jìn)

在3GPP RAN第75次全體大會(huì)上，3GPP正式通過了5G加速的提案。3GPP將在R15版本內(nèi)，加速5G新空口(NR)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程，將5G NR非獨(dú)立組網(wǎng)(選項(xiàng)3)特性提前至2017年12月完成，相比原計(jì)劃提前半年。大會(huì)還確定了分別于2018年6月完成、2018年9月凍結(jié)獨(dú)立5G新空口標(biāo)準(zhǔn)。

5G標(biāo)準(zhǔn)加速提案得到了產(chǎn)業(yè)鏈多方的支持，包括AT&T、NTTDoCoMo、SK電訊等運(yùn)營商，愛立信、華為、中興通訊等設(shè)備商及高通、英特爾等終端芯片廠商。“我們非常支持3GPP做出的5G標(biāo)準(zhǔn)化的加速計(jì)劃，該加速計(jì)劃讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)有了一個(gè)十分清晰的時(shí)間表，也讓全球運(yùn)營商和5G生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備和終端芯片廠商能朝著2019年實(shí)現(xiàn)5G商用的目標(biāo)共同努力。” 高通公司工程技術(shù)高級(jí)副總裁馬德嘉表示。

由于5G網(wǎng)絡(luò)帶來極致的吞吐量，速率可達(dá)數(shù)千兆比特每秒。相比4G網(wǎng)絡(luò)有著幾十倍甚至數(shù)百倍的提升，除了吞吐量大之外，5G網(wǎng)絡(luò)還能帶來超低的延時(shí)以及一致性體驗(yàn)，即使在極具挑戰(zhàn)性環(huán)境中或小區(qū)邊緣，仍具有可靠的性能表現(xiàn)，降低時(shí)延，互動(dòng)內(nèi)容時(shí)延可低至1毫秒，同時(shí)減少緩沖需求和延遲。

不過，5G產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與成熟，不僅需要芯片廠商、設(shè)備廠商與電信運(yùn)營商，測試廠商對(duì)5G研發(fā)的參與和推動(dòng)也十分重要。是德科技(Keysight)全球副總裁兼無線終端與運(yùn)營商事業(yè)部總經(jīng)理Satish Dhanasekaran表示，目前全球5G測試主要面臨著四大挑戰(zhàn)。首先是對(duì)新空口和MIMO技術(shù)的仿真和可視化;其次是更高的毫米波頻段帶來校準(zhǔn)挑戰(zhàn)，未來OTA測試將會(huì)越來越重要;再次還有端到端真實(shí)場景的實(shí)時(shí)模擬和仿真;最后在測試中必須從芯片到運(yùn)營商，從研究到開發(fā)串聯(lián)起來，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行演進(jìn)，加速5G商用。

羅德與施瓦茨副總裁Lifang Kirchgessner指出，5G技術(shù)總的方向是朝著更高更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、提高系統(tǒng)容量、超密布網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的，這符合通信技術(shù)的大趨勢。針對(duì)5G廣泛認(rèn)可的毫米波、大規(guī)模天線陣、高帶寬等關(guān)鍵技術(shù)，羅德與施瓦茨已經(jīng)可以提供完整的測試解決方案，以幫助設(shè)備廠商進(jìn)行相應(yīng)5G技術(shù)的研究。

進(jìn)入第二階段

我國測試實(shí)現(xiàn)互通對(duì)接

我國針對(duì)5G的研發(fā)試驗(yàn)也在加速。去年年初我國全面啟動(dòng)了5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，明確了5G試驗(yàn)頻率，目前第一階段測試工作已順利完成，已經(jīng)進(jìn)入第二階段。我國5G第二階段測試由IMT-2020(5G)推進(jìn)組具體組織，測試組由中國信息通信研究院、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信和DoCoMo北京研究所組成，參與對(duì)接測試的儀表企業(yè)包括了羅德與施瓦茨、是德科技、大唐聯(lián)儀、星河亮點(diǎn)等。

在實(shí)測中，華為完成5G-NR下的3.5GHz頻段外場性能測試，系統(tǒng)性能滿足ITU-R定義指標(biāo)，并與行業(yè)多家儀表、芯片廠商進(jìn)行了互通對(duì)接測試，測試結(jié)果達(dá)到規(guī)范要求。大唐進(jìn)行了業(yè)內(nèi)首次5G基站覆蓋能力測試，采用大規(guī)模天線技術(shù)，在3.5GHz頻段下保持100Mbps下載速率下覆蓋距離超過2km，達(dá)到與2.6GHz頻段4G基站相近的覆蓋能力。

針對(duì)5G測試中出現(xiàn)的問題，大唐聯(lián)儀總工程師李孟喜表示，MassiveMIMO與波束成形技術(shù)和載波聚合技術(shù)成為5G通信網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)，這也是5G測試設(shè)備的主要挑戰(zhàn)。5G時(shí)代的Massive MIMO要求天線數(shù)量可能多達(dá)128根之多。測試儀表需要針對(duì)該特性研發(fā)支持多天線同時(shí)測試，支持更多的射頻通道和端口，在射頻設(shè)計(jì)、多端口結(jié)構(gòu)方案等方面均需提升。大唐聯(lián)儀正在投入力量研究具有高測量頻率、寬測量帶寬、優(yōu)異射頻性能和收發(fā)集成一體等特點(diǎn)的5G測試儀表。

創(chuàng)遠(yuǎn)總載陳向民也表示，目前公司把很大一部分精力放在大規(guī)模天線解決方案上，解決對(duì)64通道、128通道進(jìn)行高效測試的問題。“我們在做這方面的研究，希望達(dá)成完整的系統(tǒng)，并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中做一些測試方面的探索?？傊?，大規(guī)模天線測試是當(dāng)前的發(fā)展重點(diǎn)，也是目前5G通信測試的難點(diǎn)。我們將采用創(chuàng)新的測試手段解決。”陳向民說。

專家觀點(diǎn)

創(chuàng)遠(yuǎn)總載陳向民

從4G到5G，測試需求是逐步演進(jìn)的

從4G向5G的演進(jìn)中，一些測試需求并非革命性的，而是逐步演進(jìn)的。比如在4G、4.5G/LTE-A中已采用的載波聚合技術(shù)了，當(dāng)然5G無疑會(huì)聚合更多的載波。目前公司把很大一部分精力放在了大規(guī)模天線解決方案上，解決對(duì)64通道、128通道進(jìn)行高效測試的問題。實(shí)際上，我們開發(fā)了一套針對(duì)5G大規(guī)模天線測試的解決方案，可以高效、高精度對(duì)天線系統(tǒng)的一些性能進(jìn)行測試。毫米波段將面對(duì)更多測試挑戰(zhàn)，我們也在做這方面的研究?？傊?，大規(guī)模天線測試是我們公司的發(fā)展重點(diǎn)，也是目前5G通信測試的難點(diǎn)。我們可能會(huì)采用創(chuàng)新的測試手段去解決。

對(duì)于測試來說，最大挑戰(zhàn)就是做好基礎(chǔ)平臺(tái)。這個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)要有前瞻性，也就是不能只考慮眼前，不能現(xiàn)在做2G，就考慮2G的平臺(tái)，做3G就考慮3G的平臺(tái)。對(duì)于創(chuàng)遠(yuǎn)來說，我們做平臺(tái)時(shí)候，當(dāng)3G時(shí)候規(guī)劃4G平臺(tái)，以及4G演進(jìn)的平臺(tái)?，F(xiàn)在則向5G平臺(tái)發(fā)展。

大唐聯(lián)儀總工程師李孟喜

載波聚合與Massive，MIMO是重要挑戰(zhàn)

5G終端對(duì)射頻的指標(biāo)要求越來越高，首先支持高頻段，達(dá)到60GHz，超大帶寬，至少支持500MHz，支持更高階調(diào)制，如256QAM、超低的EVM、-50dBm、優(yōu)異的相位噪聲指標(biāo)、-120dBc以及更低的鄰道泄露比等射頻指標(biāo)。不同于之前移動(dòng)通信大部分集中于3GHz以下的狀況，5G時(shí)代的頻段除了傳統(tǒng)的6GHz以下頻段，還新增了28 GHz、38G～40GHz、57G～64GHz、70G～75GHz、81G～89GHz等高頻段;帶寬至少500MHz，甚至高達(dá)3GHz。測試儀表需要針對(duì)高頻段的支持開展中頻、射頻的新技術(shù)、新方案的研究和開發(fā)。

載波聚合與Massive MIMO也是重要挑戰(zhàn)。5G時(shí)代的Massive MIMO要求天線數(shù)量可能多達(dá)128根之多。測試儀表需要針對(duì)該特性研發(fā)支持多天線同時(shí)測試，支持更多的射頻通道和端口，在射頻設(shè)計(jì)、多端口結(jié)構(gòu)方案等方面均需提升。