4G時(shí)代如何應(yīng)對(duì)測(cè)試挑戰(zhàn)

時(shí)間：2014-03-25 12:07:07

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[導(dǎo)讀]工欲善其事，必先利其器。無線通信的飛速發(fā)展，離不開測(cè)試儀器和測(cè)試技術(shù)的鼎力相助。去年底，4G牌照的發(fā)放可以說正式開啟了4G時(shí)代，我國(guó)的4G業(yè)務(wù)也迎來了快速發(fā)展的階段，LTE基站已經(jīng)大規(guī)模部署，4G終端的研發(fā)和生產(chǎn)

工欲善其事，必先利其器。無線通信的飛速發(fā)展，離不開測(cè)試儀器和測(cè)試技術(shù)的鼎力相助。去年底，4G牌照的發(fā)放可以說正式開啟了4G時(shí)代，我國(guó)的4G業(yè)務(wù)也迎來了快速發(fā)展的階段，LTE基站已經(jīng)大規(guī)模部署，4G終端的研發(fā)和生產(chǎn)也迫在眉睫，這些會(huì)為測(cè)試儀器帶來哪些挑戰(zhàn)?同時(shí)，Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、NFC等不斷涌現(xiàn)的其他無線技術(shù)在4G時(shí)代又會(huì)有哪些變化?給工程師帶來哪些測(cè)試挑戰(zhàn)?儀器供應(yīng)商又推出了哪些新的測(cè)試方案?為此，21ic特邀請(qǐng)來自行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商的專家為工程師詳細(xì)解答。

受訪嘉賓：

安捷倫高級(jí)市場(chǎng)工程師黃萍

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)發(fā)展工程師馬磊

萊特波特蜂窩移動(dòng)通信測(cè)試產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Adam Smith

NI射頻與無線通信市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理姚遠(yuǎn)

21ic：4G是第四代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，其網(wǎng)絡(luò)速度可達(dá)3G網(wǎng)絡(luò)速度的十幾倍到幾十倍。4G業(yè)務(wù)是真正的無線寬帶，可以達(dá)到有線寬帶的上網(wǎng)速度，又可以享受移動(dòng)的自由?？墒牵灿腥苏f，現(xiàn)有的技術(shù)已可以滿足需要，為什么要推廣4G?那么4G到底能為我們帶來什么?我們?yōu)槭裁葱枰?G?

安捷倫高級(jí)市場(chǎng)工程師黃萍：曾經(jīng)聽到有人說：“我并不需要4G，現(xiàn)在的3G已經(jīng)可以滿足我的日常通話和瀏覽網(wǎng)頁(yè)的需求了。”可是，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)人與人的通信正逐漸演變成人與物的通信甚至物與物的通信時(shí)，當(dāng)你看到蜂窩網(wǎng)絡(luò)已不再是簡(jiǎn)單的完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)移動(dòng)通信才會(huì)被使用時(shí)，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)4G將會(huì)帶給你更多毫無阻礙的溝通便捷時(shí)，你就會(huì)為移動(dòng)通信技術(shù)的飛速演進(jìn)肅然起敬并為自己所從事的這份通信事業(yè)而自豪。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，LTE技術(shù)將更多的應(yīng)用到豐富多彩的移動(dòng)互聯(lián)app中，應(yīng)用到各種專屬的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，你將會(huì)看到更多成功的跨界合作，給人們的生活帶來天翻地覆的變化。

21ic:相比3G，4G在技術(shù)上和復(fù)雜性上都提升了很多，這為測(cè)試儀器帶來了哪些挑戰(zhàn)?

黃萍：從技術(shù)上看，4G演進(jìn)的本質(zhì)是數(shù)據(jù)吞吐量需求的成倍增長(zhǎng)，這也正是移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

大帶寬：3GPP Rel 10引入了載波聚合，多個(gè)20MHz的分量載波可以以連續(xù)或非連續(xù)的方式聚合在一起，從而使得傳輸速率大大提高。測(cè)試儀表必須滿足LTE分析帶寬的需求，特別是引入載波聚合之后，最多5個(gè)20MHz的分量載波聚合在一起，這對(duì)于測(cè)試儀器的帶寬提出了更高的要求。

復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)：LTE基站下行采用了OFDM的技術(shù)，以提高頻譜利用率，但OFDM調(diào)制存在多個(gè)子載波疊加而造成的信號(hào)峰均比過高的問題，這對(duì)功放的線性度要求更高，但功耗則會(huì)更高。峰均比提高對(duì)測(cè)試儀表的性能也提出了更高的要求。

靈活的資源調(diào)度：3GPP Rel 11，為了避免小區(qū)間干擾，資源在不同分量載波之間的調(diào)度方式變得更加靈活。因此對(duì)載波聚合的信號(hào)分析，如果仍然采用普通的多載波方式分別進(jìn)行各個(gè)分量載波解調(diào)分析，則會(huì)丟失信息而無法解調(diào)。因此必須采用支持最新Rel 11定義的載波聚合方式進(jìn)行測(cè)試。

載波間的時(shí)鐘同步：在3GPP Rel 10中要求不同載波同時(shí)到達(dá)接收機(jī)，才能實(shí)現(xiàn)載波聚合的方式。但如果頻段間隔較遠(yuǎn)時(shí)，對(duì)測(cè)試設(shè)備的在時(shí)間上的同步要求提出了更多的挑戰(zhàn)。

MIMO：MIMO顯著增強(qiáng)頻譜利用率，但要求測(cè)試設(shè)備具備更多的分析通道。

21ic：我國(guó)在推進(jìn)TD-SCDMA時(shí)曾遇到很多挫折，其中之一就是測(cè)試儀器，如今4G的推進(jìn)又會(huì)遇到哪些問題?貴公司在這方面有沒有產(chǎn)品和解決方案?

黃萍：TD-LTE已經(jīng)是全球化的標(biāo)準(zhǔn)，我們看到很多國(guó)家的主流運(yùn)營(yíng)商都采用了TD-LTE進(jìn)行商用網(wǎng)絡(luò)的部署。無論是FDD LTE還是TDD LTE，安捷倫都緊跟3GPP標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，并且同步的推出信號(hào)產(chǎn)生和分析解決方案。特別是針對(duì)TD-LTE，安捷倫位于北京的中國(guó)通信產(chǎn)品中心的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，可為TD-LTE測(cè)試產(chǎn)品的規(guī)劃、開發(fā)提供了最貼近客戶實(shí)際需求的迅速響應(yīng)與支持。例如安捷倫的信號(hào)產(chǎn)生和分析儀可以提供最新3GPP Rel 11的所有測(cè)試選項(xiàng)，包括支持Rel 11標(biāo)準(zhǔn)最新定義的CACLR和SEM的要求，可以輕松解決之前提到了一些4G技術(shù)的新特點(diǎn)和挑戰(zhàn)，其靈活的測(cè)試界面是目前執(zhí)行4G研發(fā)診斷和快速生產(chǎn)的有效工具。

21ic：Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、NFC等其他通信技術(shù)在4G時(shí)代將迎來怎樣的發(fā)展?您如何看待未來的無線通信技術(shù)?

黃萍：頻譜是通信最稀缺的資源，未來無線通信正在朝著更高的頻率方向發(fā)展，達(dá)到40GHz以上甚至更高的毫米波頻段。例如802.11ad定義在60GHz;E-band的無線移動(dòng)回傳業(yè)務(wù)已經(jīng)在國(guó)外商用部署;目前國(guó)家已經(jīng)啟動(dòng)了第五代移動(dòng)通信的預(yù)研項(xiàng)目其頻率也超過了現(xiàn)在通常的2GHz和5GHz的頻段。安捷倫提供全面的微波毫米波測(cè)試解決方案，以充分應(yīng)對(duì)毫米波通信的測(cè)試要求。

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工欲善其事，必先利其器。無線通信的飛速發(fā)展，離不開測(cè)試儀器和測(cè)試技術(shù)的鼎力相助。去年底，4G牌照的發(fā)放可以說正式開啟了4G時(shí)代，我國(guó)的4G業(yè)務(wù)也迎來了快速發(fā)展的階段，LTE基站已經(jīng)大規(guī)模部署，4G終端的研發(fā)和生產(chǎn)也迫在眉睫，這些會(huì)為測(cè)試儀器帶來哪些挑戰(zhàn)?同時(shí)，Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、NFC等不斷涌現(xiàn)的其他無線技術(shù)在4G時(shí)代又會(huì)有哪些變化?給工程師帶來哪些測(cè)試挑戰(zhàn)?儀器供應(yīng)商又推出了哪些新的測(cè)試方案?為此，21ic.com特邀請(qǐng)來自行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商的專家為工程師詳細(xì)解答。

受訪嘉賓：

安捷倫高級(jí)市場(chǎng)工程師黃萍

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)發(fā)展工程師馬磊

萊特波特蜂窩移動(dòng)通信測(cè)試產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Adam Smith

NI射頻與無線通信市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理姚遠(yuǎn)

21ic：4G是第四代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，其網(wǎng)絡(luò)速度可達(dá)3G網(wǎng)絡(luò)速度的十幾倍到幾十倍。4G業(yè)務(wù)是真正的無線寬帶，可以達(dá)到有線寬帶的上網(wǎng)速度，又可以享受移動(dòng)的自由。可是，也有人說，現(xiàn)有的技術(shù)已可以滿足需要，為什么要推廣4G?那么4G到底能為我們帶來什么?我們?yōu)槭裁葱枰?G?

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)發(fā)展工程師馬磊：隨著信產(chǎn)部4G牌照的發(fā)放，2014年有望成為中國(guó)無線通信市場(chǎng)爆發(fā)式增長(zhǎng)的一年，即將引爆4G移動(dòng)寬帶新時(shí)代，各大運(yùn)營(yíng)商將大規(guī)模的建設(shè)LTE網(wǎng)絡(luò)，對(duì)整個(gè)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。無論是運(yùn)營(yíng)商還是芯片、終端、系統(tǒng)設(shè)備、認(rèn)證測(cè)試等產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)都將從融合的LTE時(shí)代中找到巨大商機(jī)。4G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)速度變得更快，廣泛應(yīng)用于視頻及數(shù)據(jù)傳輸，將帶來移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，越來越多的家用產(chǎn)品將接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入全面的智能時(shí)代。手機(jī)視頻購(gòu)物，視頻會(huì)議等新型業(yè)態(tài)會(huì)不斷出現(xiàn)，滿足用戶多樣化的信息生活。

21ic:相比3G，4G在技術(shù)上和復(fù)雜性上都提升了很多，這為測(cè)試儀器帶來了哪些挑戰(zhàn)?

馬磊：LTE終端設(shè)備的測(cè)試需求來源于3GPP LTE Release版本的不斷更新。 Release 8版本以O(shè)FDM/MIMO作為基本技術(shù)，大量采用了目前移動(dòng)通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)理念。Release 9版本作為基于Release 8版本的增強(qiáng)型小版本，包括了雙流波流賦形，廣播/多播(MBSFN)，定位技術(shù)(Position)方面的增強(qiáng)功能。到Release 10 (LTE-Advanced)階段，3GPP進(jìn)一步采用了增強(qiáng)型上行MIMO (上行4*4MIMO)和增強(qiáng)型下行MIMO(下行8*8MIMO)的設(shè)計(jì)，引入了載波聚合(Carrier Aggregation)技術(shù)，中繼Relay技術(shù)，和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)(ICIC)技術(shù)。所有這一切新技術(shù)的推出與更新，對(duì)于儀表系統(tǒng)的測(cè)試需求變得越來越復(fù)雜，儀表需要具有更高的射頻性能指標(biāo)，支持更寬的分析帶寬，高階MIMO，載波聚合以及MIMO fading，同時(shí)多模融合也對(duì)測(cè)試儀表的速度提出了更高的要求。R&S公司可以完成3GPP規(guī)范不同階段release定義的TD-LTE全部發(fā)射機(jī)和接收機(jī)測(cè)試指標(biāo)，覆蓋終端的研發(fā)、認(rèn)證和生產(chǎn)階段;針對(duì)終端協(xié)議、互操作性和性能測(cè)試，R&S提供對(duì)終端的全面測(cè)試，并且測(cè)試方案被很多LTE終端客戶所采用。

馬磊：商用化對(duì)終端的穩(wěn)定性等多項(xiàng)性能指標(biāo)都有很高的要求，只有經(jīng)過了外場(chǎng)大規(guī)模的測(cè)試和互聯(lián)互通測(cè)試，才可以批量商用化。TD-SCDMA在終端方面存在兩個(gè)瓶頸，一個(gè)是RF的解決方案太少，另一個(gè)是可供使用的終端測(cè)試儀器太少。RF解決方案、終端測(cè)試儀器的缺乏大大阻礙著TD-SCDMA終端的發(fā)展。

移動(dòng)通信領(lǐng)域是羅德與施瓦茨公司的重要業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一，公司的測(cè)試產(chǎn)品與方案見證了移動(dòng)通信從2G到3G，再到4G的發(fā)展歷程，為整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了極為重要和不可磨滅的貢獻(xiàn)。到了4G時(shí)代，對(duì)于LTE，特別是TD-LTE技術(shù)，羅德與施瓦茨公司具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的測(cè)試方案，如無線綜合測(cè)試儀、一致性測(cè)試系統(tǒng)、信號(hào)源、頻譜儀、路測(cè)系統(tǒng)、功率計(jì)、便攜式維護(hù)測(cè)試設(shè)備等，這些測(cè)試產(chǎn)品與方案可以涵蓋移動(dòng)通信終端、基站的研發(fā)、生產(chǎn)、認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與維護(hù)等所有環(huán)節(jié)，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重要保障。隨著中國(guó)4G時(shí)代的到來，羅德與施瓦茨公司將為中國(guó)的通信事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

21ic：Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、NFC等其他通信技術(shù)在4G時(shí)代將迎來怎樣的發(fā)展?您如何看待未來的無線通信技術(shù)?

馬磊：短距離無線通信是利用電磁波技術(shù)在10米到幾百米范圍內(nèi)的數(shù)字，語音等數(shù)據(jù)的無線傳輸，減少電纜的連接。目前使用較廣泛的近距無線通信技術(shù)是藍(lán)牙(Bluetooth)，無線局域網(wǎng)802.11(Wi-Fi)和紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)。同時(shí)還有一些具有發(fā)展?jié)摿Φ慕酂o線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是：ZigBee、超寬頻(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、無線1394和專用無線系統(tǒng)等。它們都有其立足的特點(diǎn)，或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求;或著眼于功能的擴(kuò)充性;或符合某些單一應(yīng)用的特別要求;或建立競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)的差異化等。但是沒有一種技術(shù)可以完美到足以滿足所有的需求，各種無線技術(shù)之間是相互促進(jìn)的關(guān)系。短距離無線電技術(shù)具有低成本，低功耗，對(duì)等通信等特點(diǎn)，越來越成為未來無線通信技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著大數(shù)據(jù)和智能化時(shí)代的來臨，以及中國(guó)云計(jì)算，智慧城市，智能手持設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)無線通信高吞吐量、高速率、穩(wěn)定性、安全性給半導(dǎo)體原廠短距離無線通信解決方案提出了更高要求。

作為全球領(lǐng)先的測(cè)試與測(cè)量企業(yè)，羅德施瓦茨公司一直以來跟蹤無線通信市場(chǎng)的發(fā)展，為客戶提供最先進(jìn)的解決方案。具有從生產(chǎn)到研發(fā)針對(duì)藍(lán)牙測(cè)試的整套解決方案并已經(jīng)被廣大廠商所廣泛應(yīng)用。最新的SMW200A高端矢量信號(hào)發(fā)生器，該儀器集基帶信號(hào)源、射頻信號(hào)源和MIMO信道模擬器于一體。 SMW200A覆蓋了從100KHz到3GHz或6GHz的頻率范圍，使用內(nèi)部基帶的調(diào)制帶寬高達(dá)160MHz。SMW200A將成為寬帶無線通信系統(tǒng)(如LTE-Advanced或WLAN IEEE 802.11ac等)器件、模塊以及整個(gè)系統(tǒng)測(cè)試的理想工具。SMW200A的最初版本就已經(jīng)支持各種重要的數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)選件，包括LTE、LTE-Advanced、3GPP FDD/HSPA/HSPA+、GSM/EDGE/EDGE Evolution、TD-SCDMA、CDMA2000/1xEV-DO和WLAN IEEE 802.11a/b/g/n/ac等，這些數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)選件均為儀器內(nèi)置，所有操作和配置都在儀器界面上簡(jiǎn)單、快速的完成，無需外部電腦。R&S SMW200A可以配置成多通道，可以快速、方便的產(chǎn)生多制式調(diào)制信號(hào)。

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21ic：4G是第四代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，其網(wǎng)絡(luò)速度可達(dá)3G網(wǎng)絡(luò)速度的十幾倍到幾十倍。4G業(yè)務(wù)是真正的無線寬帶，可以達(dá)到有線寬帶的上網(wǎng)速度，又可以享受移動(dòng)的自由?？墒?，也有人說，現(xiàn)有的技術(shù)已可以滿足需要，為什么要推廣4G?那么4G到底能為我們帶來什么?我們?yōu)槭裁葱枰?G?

萊特波特蜂窩移動(dòng)通信測(cè)試產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Adam Smith：4G蜂窩通訊技術(shù)的推出旨在讓個(gè)人消費(fèi)者和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商同時(shí)受益。

對(duì)個(gè)人消費(fèi)者而言，他們可以期待數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前的2G和3G移動(dòng)技術(shù)。3G技術(shù)使我們能訪問移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，而4G時(shí)代意味著振奮人心的多媒體用戶體驗(yàn)，也就是說，不管身在何處，用戶都能隨時(shí)創(chuàng)建、使用和分享信息。此外，在寬帶設(shè)施不夠成熟的地區(qū)，4G技術(shù)可讓人們用無線方式訪問互聯(lián)網(wǎng)，且傳輸速度超過某些有線網(wǎng)絡(luò)。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言，4G技術(shù)可用于對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理化配置。因?yàn)槁曇艉蛿?shù)據(jù)都被簡(jiǎn)單地作為“數(shù)據(jù)”處理，所以它可使核心網(wǎng)絡(luò)的部署和管理更簡(jiǎn)單?，F(xiàn)有回程線路可以重新使用，切換到核心網(wǎng)絡(luò)的操作只需通過簡(jiǎn)單的IP交換機(jī)便可進(jìn)行。4G更重要的作用在于它能使網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸量顯著提高。4G技術(shù)的物理層能確保對(duì)寶貴的頻譜的更有效利用(bits/Hz)，從而使運(yùn)營(yíng)商能在相同的空間和時(shí)間里打包更多的數(shù)據(jù)。

長(zhǎng)遠(yuǎn)地看，隨著4G網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建達(dá)到一定程度(網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商能提供一個(gè)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)可比的覆蓋率)時(shí)，聲音將可以通過VoLTE(LTE聲音傳輸)技術(shù)轉(zhuǎn)換到4G網(wǎng)絡(luò)，那時(shí)，運(yùn)營(yíng)商將可以縮小2G和3G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。這意味著運(yùn)營(yíng)商能更方便地管理網(wǎng)絡(luò)，還可以對(duì)目前專用于語音呼叫的頻譜進(jìn)行“重整”。通過以更有效的技術(shù)對(duì)頻譜進(jìn)行再利用，運(yùn)營(yíng)商將實(shí)現(xiàn)對(duì)這種有限的自然資源(即頻譜)的節(jié)約利用。

使用4G技術(shù)的各種應(yīng)用將使傳統(tǒng)有線公司和無線公司之間的區(qū)別變得模糊：移動(dòng)服務(wù)供應(yīng)商將可以成為電視服務(wù)供應(yīng)商，寬帶互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商將能在家庭和辦公室之外的其他地方獲得它們的消費(fèi)者，新型移動(dòng)支付方法甚至將重新定義資金在銀行業(yè)流通的方式。實(shí)際上，數(shù)據(jù)的獲取無論何時(shí)何地都能實(shí)現(xiàn)，這將為企業(yè)帶來各種各樣獲得消費(fèi)者的新機(jī)會(huì)。數(shù)據(jù)所代表的內(nèi)容將比用于傳輸數(shù)據(jù)的媒介更為重要。我們將高興地看到，為了利用4G技術(shù)的各種功能，許多新的商業(yè)模式將會(huì)不斷涌現(xiàn)。

說完上述4G的優(yōu)點(diǎn)后，我們也需要指出，4G的數(shù)據(jù)傳輸量并不是無限的。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商們?nèi)詫⒉粩嗍艿綖闈M足用戶需求而提供足夠數(shù)據(jù)量的挑戰(zhàn)。由于人們對(duì)數(shù)據(jù)需求量的永不滿足以及越來越多4G用戶的上網(wǎng)，各種技術(shù)(WiFi、有線和非授權(quán)頻帶中潛在的蜂窩通訊技術(shù))的數(shù)據(jù)卸載以及日益減小的電池尺寸(micro-, pico-, femto-)將繼續(xù)成為人們今后談?wù)摰闹饕掝}。

21ic:相比3G，4G在技術(shù)上和復(fù)雜性上都提升了很多，這為測(cè)試儀器帶來了哪些挑戰(zhàn)?

Adam Smith：你可能會(huì)說(至少在物理層上)4G蜂窩通訊技術(shù)并沒有帶來真正新的東西。LTE 和LTE-Advanced中采用的這種新技術(shù)是通信行業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)(WiFi)部門所倡導(dǎo)的技術(shù)，它包括正交頻分多路復(fù)用(OFDM)、多輸入多輸出(MIMO)和載波聚合。

然而這并不意味著4G通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開發(fā)和測(cè)試已沒有什么挑戰(zhàn)了。實(shí)際上4G帶來的挑戰(zhàn)是多方面的，尤其是對(duì)測(cè)試儀器而言，它們有的是技術(shù)的挑戰(zhàn)，有的則是經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)。

在技術(shù)方面，4G最大的挑戰(zhàn)之一是3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃)的LTE 和LTE-Advanced規(guī)范所要求的40多個(gè)全球通用頻段，而在一個(gè)像手機(jī)一樣形狀的裝置里置入這么多天線是極其困難的。然而這并非完全沒有希望，因?yàn)檫@些頻段大多數(shù)不是同時(shí)使用的。這個(gè)挑戰(zhàn)要求我們?cè)谔炀€和天線零件的開發(fā)上有所創(chuàng)新。雖然一根天線可以做成在一個(gè)較寬的頻率范圍內(nèi)工作，但它最有效的工作范圍仍然只是其中很窄的一段。當(dāng)應(yīng)對(duì)很小的信號(hào)和外形尺寸較小的移動(dòng)電話時(shí)，盡可能降低信號(hào)損失以減少“掉線”以及延長(zhǎng)電池使用壽命都是很重要的。迎接4G技術(shù)中這個(gè)天線設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)就需要我們采用各種新技術(shù)，其中包括不同頻段的動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)，這是一種可確保只用幾根天線就能覆蓋整個(gè)LTE頻譜的技術(shù)。

由于這是測(cè)試方面的工作，所以它有點(diǎn)像實(shí)驗(yàn)室外面進(jìn)行的非正規(guī)試驗(yàn)。設(shè)計(jì)工程師們通常需要在某種“遠(yuǎn)場(chǎng)”測(cè)試室里為某個(gè)特定的天線幾何形狀和智能手機(jī)的外形尺寸進(jìn)行天線性能的特性分析。雖然這還是對(duì)4G手機(jī)開發(fā)的一個(gè)要求，這種技術(shù)對(duì)此類設(shè)備的生產(chǎn)過程而言卻不是很適用的。當(dāng)前的生產(chǎn)過程通常會(huì)對(duì)天線采用一種“無線式”功能檢查，但由于所用測(cè)試室物理尺寸的限制，很難保證所有頻段上天線的“真實(shí)”性能。為確保向用戶提供良好的用戶體驗(yàn)，測(cè)試服務(wù)提供商需要尋找創(chuàng)新手段，因?yàn)?，任何生產(chǎn)過程中遺漏的、會(huì)影響手機(jī)天線性能的問題都會(huì)直接造成掉線和最大數(shù)據(jù)傳輸速率不夠的缺陷。

在經(jīng)濟(jì)方面也有幾個(gè)挑戰(zhàn)。主要挑戰(zhàn)來自如何將測(cè)試成本控制在一個(gè)較低水平，并同時(shí)滿足產(chǎn)品上市的緊迫性。即使智能手機(jī)和測(cè)試設(shè)備的價(jià)格在過去幾年里已有所下降，測(cè)試時(shí)間卻還是成本最高的要素。LTE技術(shù)的靈活性造成了測(cè)試項(xiàng)目數(shù)量的急劇增加。因此測(cè)試的許多領(lǐng)域都需要?jiǎng)?chuàng)新的測(cè)試方法。這包括通過“非信令”裝置控制方法(可繞過較慢的協(xié)議層)進(jìn)行快速測(cè)試的各種技術(shù)，以及多裝置并行測(cè)試的各種技術(shù)。前者可幫助建立以更少測(cè)試項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)更多潛在制造缺陷的測(cè)試配置方法。這里需特別指出的是，非信令測(cè)試技術(shù)的普及已迫使測(cè)試公司與芯片制造商緊密合作，以幫助設(shè)備制造商在最短的時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

Adam Smith：通信行業(yè)歷來都得面對(duì)眾多競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)之間不能互通的挑戰(zhàn)。雖然這些技術(shù)都受到標(biāo)準(zhǔn)組織的控制和規(guī)范，但是要讓人們采用某種新技術(shù)卻會(huì)因風(fēng)險(xiǎn)問題而遇到很大的阻礙 —— 讓人們改變已有決策而去采用另一種技術(shù)是一種很昂貴的嘗試。

LTE 和LTE-Advanced網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個(gè)重要方面是它已解決了此問題。雖然LTE仍有多個(gè)“版本”，如頻分雙工(FDD)版本以及時(shí)間雙工版本，但在核心內(nèi)容上，兩個(gè)版本都使用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架并共享幾乎全部相同的物理特性。TDD版本和FDD版本 LTE網(wǎng)絡(luò)之間的選擇與其說是一種技術(shù)本身的選擇，倒不如說是運(yùn)營(yíng)商對(duì)其將擁有的頻譜類型的選擇。如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商目前擁有可供上行通信和下行通信的“成對(duì)頻譜”，那么他們將傾向于采用FDD版本的LTE網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在上行通信和下行通信上使用相同的頻譜，那么他們將傾向于采用TDD版本的LTE網(wǎng)絡(luò)。

這種LTE在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架上的簡(jiǎn)化減少了各國(guó)和各公司采用此技術(shù)的障礙。這可從日本、韓國(guó)和北美地區(qū)迅速推出LTE技術(shù)的事實(shí)中得到驗(yàn)證。今年，中國(guó)將緊鑼密鼓籌劃LTE網(wǎng)絡(luò)的推出，因此LTE的應(yīng)用將會(huì)呈現(xiàn)出加速態(tài)勢(shì)。

對(duì)測(cè)試儀器提供商的一個(gè)挑戰(zhàn)在于LTE將使那些用于2G和3G技術(shù)的測(cè)試設(shè)備遭到淘汰。然而，這并不是一個(gè)完全不能預(yù)料的問題，早在第一個(gè)LTE版的3GPP技術(shù)規(guī)范得到批準(zhǔn)之前，大多數(shù)設(shè)備制造商就已經(jīng)采用了一種采購(gòu)“LTE兼容”設(shè)備的做法。

測(cè)試儀器提供商的下一個(gè)挑戰(zhàn)將是如何支持LTE-Advanced帶來的一些新功能，其中包括帶間和帶內(nèi)載波聚合，即載波在多個(gè)頻帶間(“帶間”)聚合，還是在相同的頻帶內(nèi)(“帶內(nèi)”)聚合。雖然主流的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)部署方式似乎主要集中在帶間載波聚合上，但這對(duì)寬帶無線接入應(yīng)用(帶內(nèi)載波聚合可能需要高達(dá)100MHz的連續(xù)頻譜)可能有一定要求。一些測(cè)試儀器提供商可能又得想方設(shè)法去避免另一輪測(cè)試儀器遭報(bào)廢的困境。

21ic：Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、NFC等其他通信技術(shù)在4G時(shí)代將迎來怎樣的發(fā)展?您如何看待未來的無線通信技術(shù)?

Adam Smith：無線技術(shù)不斷地為消費(fèi)電子產(chǎn)品帶來創(chuàng)新的應(yīng)用，但這些技術(shù)本身不能創(chuàng)造市場(chǎng)需求。以藍(lán)牙技術(shù)為例，它在15年以前還是一種沒有具體應(yīng)用的技術(shù)。雖然是一種功能完善的無線連接技術(shù)，但它首次找到歸屬還是在第一部免提電話問世以后。而今天，您想買一部不帶藍(lán)牙技術(shù)的手機(jī)(或汽車)幾乎是不可能的事。

我們?cè)谝娮C新的無線技術(shù)被大量應(yīng)用的同時(shí)還在見證其他技術(shù)(想一想WiFi 802.11 和WiMedia UWB的例子)的短暫輝煌。顯然，當(dāng)一種移動(dòng)主流應(yīng)用采用某一種技術(shù)時(shí)，它總能在智能手機(jī)中找到一席用武之地。這已在藍(lán)牙和WiFi技術(shù)上得到印證，近場(chǎng)通信(NFC)技術(shù)的這個(gè)過程也在加速進(jìn)行中。某種技術(shù)成為主流技術(shù)后，質(zhì)量要求也會(huì)變得更嚴(yán)格。例如：對(duì)WiFi測(cè)試的要求現(xiàn)正在不斷提高。隨著無線連接的速度(而不僅僅是連通性)成為產(chǎn)品的被期望行為之后，產(chǎn)品制造商將發(fā)現(xiàn)，如果他們不能保證一定水平的性能，那么客戶將要求退貨。

時(shí)間即將告訴我們，無線充電、毫米波無線視頻或5G蜂窩等技術(shù)是否也會(huì)成為主流技術(shù)。作為一個(gè)測(cè)試儀器的制造商，我們的責(zé)任是為用戶提供成本效益較高的解決方案，以幫助產(chǎn)品制造商滿足他們客戶的質(zhì)量要求。這里以NFC為例：萊特波特已率先為具有NFC功能的設(shè)備推出了面向生產(chǎn)的系統(tǒng)層測(cè)試解決方案，該解決方案不僅能幫助用戶確保設(shè)備的性能，而且還能為工廠提供用于追蹤流程控制的參數(shù)化信息。

隨著更多的無線技術(shù)被運(yùn)用到消費(fèi)產(chǎn)品中，產(chǎn)品最終用戶的良好體驗(yàn)將成為一個(gè)必然的要求，這個(gè)要求也意味著為產(chǎn)品找到經(jīng)濟(jì)的測(cè)試方案，以便與特定的市場(chǎng)條件相適應(yīng)。

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受訪嘉賓：

安捷倫高級(jí)市場(chǎng)工程師黃萍

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)發(fā)展工程師馬磊

萊特波特蜂窩移動(dòng)通信測(cè)試產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Adam Smith

NI射頻與無線通信市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理姚遠(yuǎn)

NI射頻與無線通信市場(chǎng)開發(fā)經(jīng)理姚遠(yuǎn)：伴隨著去年年底國(guó)家發(fā)放了TD-LTE運(yùn)營(yíng)牌照，4G時(shí)代已正式向我們走來。毫無疑問，移動(dòng)通信技術(shù)給我們的生活帶來了非常巨大的變化，基于移動(dòng)互聯(lián)的各項(xiàng)服務(wù)讓人們的生活變得更加便捷與智能，4G網(wǎng)絡(luò)更是為我們普通消費(fèi)者提供了更加優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)數(shù)據(jù)接入體驗(yàn)，大大擴(kuò)展了我們享受各項(xiàng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的范圍。

從整個(gè)通信行業(yè)的發(fā)展階段來看，LTE無疑是一個(gè)里程碑式的通信標(biāo)準(zhǔn)。LTE是移動(dòng)通信有史以來第一個(gè)全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一市場(chǎng)的技術(shù)，它代表了從現(xiàn)在到未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)通信業(yè)正在實(shí)現(xiàn)和將要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，也因?yàn)槠湫阅堋⒐δ芎统杀镜确矫孢h(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)前3G的各項(xiàng)指標(biāo)。特別對(duì)于中國(guó)通信產(chǎn)業(yè)來講，這是第一次由中國(guó)與歐盟各國(guó)一起共同主導(dǎo)著LTE的技術(shù)發(fā)展、商用轉(zhuǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)制定。

NI對(duì)4G/LTE在中國(guó)的發(fā)展是比較樂觀的。國(guó)家政策的大力扶植、成熟而充沛的用戶資源以及完整的產(chǎn)業(yè)鏈條都是中國(guó)通信產(chǎn)業(yè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。相信在不久的未來，中國(guó)通信業(yè)在給我們生活帶來更加快速的數(shù)據(jù)體驗(yàn)的同時(shí)也將在國(guó)際產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利的優(yōu)勢(shì)。

21ic:相比3G，4G在技術(shù)上和復(fù)雜性上都提升了很多，這為測(cè)試儀器帶來了哪些挑戰(zhàn)?

姚遠(yuǎn)：從技術(shù)角度來看，4G/LTE為了能夠提供更寬廣的數(shù)據(jù)帶寬，不得不在更寬廣的頻譜上獲取資源，不僅所支持的頻段在增加，無線制式也在增加。相比于3G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，4G終端產(chǎn)品的測(cè)試項(xiàng)目要多出近百項(xiàng)，這對(duì)生產(chǎn)測(cè)試就提出了更高的要求，測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試時(shí)間成倍的增加，測(cè)試時(shí)間的增加意味著測(cè)試成本的提高。如何尋找快速有效的測(cè)試方法，則成為針對(duì)4G/LTE系統(tǒng)測(cè)試的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。另一方面，隨著數(shù)據(jù)傳輸量的上升，測(cè)量的復(fù)雜性也隨之增加，4G/LTE信號(hào)的調(diào)制解調(diào)需要提高一個(gè)數(shù)量級(jí)的信號(hào)處理能力，這些都對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)提出了新的要求。

NI采用“非信令模式”(Non-signaling) 方式進(jìn)行測(cè)試，由于無需建立信令呼叫，可以省去建立信令連接的大量時(shí)間，因此大大提高了測(cè)試速度，使得測(cè)試時(shí)間可以加快50%以上，非常適用于快速、高效率的生產(chǎn)測(cè)試。

姚遠(yuǎn)：測(cè)試技術(shù)是LTE發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈上十分關(guān)鍵的一環(huán)，面對(duì)LTE產(chǎn)業(yè)多模多頻的終端發(fā)展方向以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，NI獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的基于軟件定義的測(cè)試方案可以快速靈活的應(yīng)對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)，幫助工程師們降低測(cè)試成本、提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為整個(gè)LTE產(chǎn)業(yè)發(fā)展做好鋪墊。正是由于NI的測(cè)試方案是基于軟件定義的理念，我們特別看重和具有技術(shù)實(shí)力的國(guó)內(nèi)測(cè)試測(cè)量廠商以及研究所合作，為客戶提供極具性價(jià)比的方案。

大家都知道在TD-LTE之前，國(guó)內(nèi)首先嘗試的是TD-SCDMA，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雖然表現(xiàn)一般，但這確是中國(guó)走向標(biāo)準(zhǔn)制定者的第一步。在TD-SCDMA剛剛提出時(shí)，面臨的一個(gè)很重要的挑戰(zhàn)就是國(guó)際上大的測(cè)試測(cè)量廠商都沒有足夠重視這一塊的市場(chǎng)，所以相關(guān)的商業(yè)測(cè)試方案遲遲沒有出來，在一定程度上制約了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。我們的聯(lián)盟合作伙伴，聚星儀器，在標(biāo)準(zhǔn)的制定階段，他們就已經(jīng)積極投入并參與到這個(gè)協(xié)議的測(cè)試方案之中。這正是得益于軟件定義，針對(duì)一些比較前期的標(biāo)準(zhǔn)可以找到頂尖的射頻測(cè)試工程師利用這個(gè)平臺(tái)，來針對(duì)協(xié)議測(cè)試進(jìn)行快速開發(fā)。

21ic：Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、NFC等其他通信技術(shù)在4G時(shí)代將迎來怎樣的發(fā)展?您如何看待未來的無線通信技術(shù)?

姚遠(yuǎn)：縱觀整個(gè)無線通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，“百花齊放，百家爭(zhēng)鳴”的確是目前這個(gè)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)顯著特點(diǎn)，除了我們今天談的比較多的4G/LTE，包括Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、近場(chǎng)通信(NFC)等在內(nèi)的無線技術(shù)也在不斷演進(jìn)。“尺有所短，寸有所長(zhǎng)”我們相信不同的通信標(biāo)準(zhǔn)都有其所適合的應(yīng)用場(chǎng)景。所以在一定時(shí)期內(nèi)，移動(dòng)終端將是一個(gè)融合的終端，同一個(gè)移動(dòng)設(shè)備將包含移動(dòng)通信，無線局域網(wǎng)，近場(chǎng)通信等多種無線標(biāo)準(zhǔn)。

美國(guó)國(guó)家儀器(National Instruments, NI)一直引領(lǐng)著無線通信行業(yè)中測(cè)試測(cè)量相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新。NI提出的基于PXI平臺(tái)的無線測(cè)試平臺(tái)提供了一種“打破常規(guī)”的解決思路。一方面，在PXI平臺(tái)上，我們可以更快享受到商業(yè)現(xiàn)成可用技術(shù)所帶來的成本優(yōu)勢(shì)。另一方面，這種軟件定義的模塊化的解決方案具有極強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性，可以很好的支持不斷演進(jìn)的通信標(biāo)準(zhǔn)。在2014年世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC2014)上，美國(guó)國(guó)家儀器公司(NI)先后發(fā)布了兩款矢量信號(hào)收發(fā)儀(VST)NI PXIe-5646R，它是全新的軟件完全自定義儀器，不僅具備快速的測(cè)量速度和小巧的生產(chǎn)測(cè)試儀器組成結(jié)構(gòu)，同時(shí)還擁有研發(fā)級(jí)箱型儀器的靈活性和高性能。對(duì)于移動(dòng)終端測(cè)試，VST提供了“一站式、一拖多”的解決方案，即在同個(gè)硬件平臺(tái)上支持當(dāng)前所有的2G/3G/4G標(biāo)準(zhǔn)，集成WLAN、藍(lán)牙、GPS、RFID、NFC等各項(xiàng)功能測(cè)試，并且這款系統(tǒng)支持多部手機(jī)并行測(cè)試。這些亮點(diǎn)不僅幫助終端制造商顯著降低測(cè)試成本，更較傳統(tǒng)的多站式測(cè)試縮短了60%的時(shí)間。