今年全球移動(dòng)通信大會(huì)(MWC)上，5G通信成為熱門(mén)話題。多數(shù)業(yè)者一致認(rèn)為2015年5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已進(jìn)入預(yù)研階段，預(yù)計(jì)2020年將會(huì)開(kāi)始投入市場(chǎng)。通信布網(wǎng)、測(cè)試先行，羅德與施瓦茲、國(guó)家儀器(NI)、是德科技、安立和大唐聯(lián)儀等國(guó)內(nèi)外測(cè)試設(shè)備公司紛紛展開(kāi)新一代通信技術(shù)的研發(fā)，提供測(cè)試解決方案。
標(biāo)準(zhǔn)化提上日程 2020年將商用
今年2月份，工信部正式發(fā)放了FDD-LTE牌照，我國(guó)全面進(jìn)入4G大規(guī)模商用時(shí)代。4G網(wǎng)絡(luò)全面、大規(guī)模部署的同時(shí)，廠商已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)下一代5G通信技術(shù)的研發(fā)。
“在物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)需求的不斷推動(dòng)下，下一代無(wú)線通信技術(shù)，也就是俗稱的5G技術(shù)正成為整個(gè)通信行業(yè)新的焦點(diǎn)。從技術(shù)上看，5G目前還處于研究論證階段，但全球主要的標(biāo)準(zhǔn)化組織都已經(jīng)將5G的標(biāo)準(zhǔn)化提上日程。”美國(guó)國(guó)家儀器中國(guó)地區(qū)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理姚遠(yuǎn)告訴記者。
大唐聯(lián)儀產(chǎn)品總監(jiān)李孟喜也表示，“5G通信目前處于技術(shù)征集和預(yù)研階段，2018年3GPP將會(huì)確定5G的基本技術(shù)，推出第一個(gè)5G的Release版本規(guī)范。當(dāng)然，目前相關(guān)廠商都在投入力量進(jìn)行前期的技術(shù)跟蹤和預(yù)研，一些技術(shù)現(xiàn)在就有演示系統(tǒng)。一旦標(biāo)準(zhǔn)確定，很快就會(huì)有產(chǎn)品推出，不過(guò)大規(guī)模應(yīng)用應(yīng)該會(huì)在其后的兩三年，即2020年之后了。”
5G啟動(dòng)，人們有怎樣的期待呢?“5G通信雖然目前還沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)，但是目標(biāo)已經(jīng)相對(duì)明確，即5G網(wǎng)絡(luò)容量要比目前4G容量提升1000倍以上。”姚遠(yuǎn)表示。是德科技無(wú)線市場(chǎng)項(xiàng)目經(jīng)理馬健銳則指出：“5G其實(shí)需要解決兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是朝著更高更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、系統(tǒng)容量、超密布網(wǎng)等方向發(fā)展，二是還要滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)密集接入、低功耗、突發(fā)數(shù)據(jù)、低時(shí)延的需求。其實(shí)，最終要解決的問(wèn)題只有一個(gè)，就是低成本的、靈活的網(wǎng)絡(luò)能力，以滿足未來(lái)快速多變的應(yīng)用需求。”
毫米波與大規(guī)模MIMO成挑戰(zhàn)
5G相對(duì)4G能夠極大提升人們的使用體驗(yàn)。然而，對(duì)設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)，卻帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、新物理層、新波形、頻譜、傳輸網(wǎng)、時(shí)延、能耗、基站形態(tài)、天線等的各種挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)都需要測(cè)試方案的跟進(jìn)。
“測(cè)試方面的挑戰(zhàn)是巨大的。首先是5G毫米波MIMO信道測(cè)量的挑戰(zhàn)。5G很可能會(huì)引入毫米波波段用于移動(dòng)通信。目前對(duì)于毫米波波段信道特性的了解程度還很不足夠，尤其引入超寬帶、MIMO、3D的新需求。 傳統(tǒng)的專用信道測(cè)量設(shè)備不夠靈活，升級(jí)成本巨大，基本無(wú)法滿足現(xiàn)階段對(duì)6GHz～110GHz范圍內(nèi)頻段的靈活測(cè)量?，F(xiàn)階段需要一套靈活的通用信道測(cè)量方案，用相對(duì)較低的成本，靈活地測(cè)量并提取信道參數(shù)為研究人員提供詳盡的數(shù)據(jù)用于信道模型的研究。”馬健銳表示。
此外，在Massive MIMO方面也存在挑戰(zhàn)。“大規(guī)模天線陣的引入顛覆了傳統(tǒng)意義上的MIMO設(shè)計(jì)，由此帶來(lái)了巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但與此同時(shí)對(duì)于通道間幅相一致性的校準(zhǔn)也提出了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的Box儀表的在成本和時(shí)間同步上就已經(jīng)沒(méi)有太多優(yōu)勢(shì)。取而代之的是需要具有相位相參能力的多通道模塊化儀表來(lái)解決這個(gè)校準(zhǔn)問(wèn)題。” 馬健銳說(shuō)。
最后是新波形問(wèn)題。目前各家廠商都提出了許多新波形的方案，基本上都是在改進(jìn)OFDM不夠靈活的缺陷。如何快速產(chǎn)生并部署到測(cè)試環(huán)境中去，在真實(shí)環(huán)境下驗(yàn)證新波形的性能，是廣大研發(fā)設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)。這要求需要一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)工具，提供快速修改、測(cè)試、驗(yàn)證的能力。
首先確定頻段與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
總體來(lái)說(shuō)，由于目前5G的關(guān)鍵技術(shù)還在征集階段，那么，當(dāng)前最主要的需要解決的問(wèn)題是什么?“由于大部分參與的廠商還集中在一些關(guān)鍵技術(shù)的仿真、驗(yàn)證階段。對(duì)測(cè)試來(lái)說(shuō)，由于協(xié)議和算法還未定型，所以暫時(shí)不會(huì)涉及，當(dāng)前主要集中在明確的高頻段、高帶寬的毫米波測(cè)試和Massive MIMO方向上，已有一些測(cè)試廠商基于之前的技術(shù)積累給出了一些高頻段測(cè)試儀表，但并非針對(duì)5G的最終方案。后續(xù)需解決的5G是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定，測(cè)試規(guī)范將在核心規(guī)范制定之后確定。大唐聯(lián)儀正在積極參與并跟蹤5G通信標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)篩選和規(guī)范制定;針對(duì)5G物理層、高層協(xié)議實(shí)體的測(cè)試，毫米波、Massive MIMO等關(guān)鍵技術(shù)的測(cè)試，以及終端射頻指標(biāo)分析測(cè)試等，大唐聯(lián)儀正在投入力量研究具有高測(cè)量頻率、寬測(cè)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(cè)試儀表。”李孟喜表示。
“當(dāng)前首先要解決的是頻段的確定，對(duì)于信道的研究需要首先解決，確定了頻段，企業(yè)才能放手設(shè)計(jì)產(chǎn)品;還有就是客戶需要低成本測(cè)試工具和降低方案的成本，畢竟商業(yè)產(chǎn)品不像航空航天領(lǐng)域要求的指標(biāo)那么高;另一個(gè)就是Massive MIMO 基站的測(cè)量方法和方案，需要跟業(yè)內(nèi)做5G基站合作伙伴一起定義。”馬健銳認(rèn)為。
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