今年全球移動通信大會(MWC)上，5G通信成為熱門話題。多數(shù)業(yè)者一致認為2015年5G移動網(wǎng)絡(luò)已進入預(yù)研階段，預(yù)計2020年將會開始投入市場。通信布網(wǎng)、測試先行，羅德與施瓦茲、國家儀器(NI)、是德科技、安立和大唐聯(lián)儀等國內(nèi)外測試設(shè)備公司紛紛展開新一代通信技術(shù)的研發(fā)，提供測試解決方案。

標準化提上日程 2020年將商用

今年2月份，工信部正式發(fā)放了FDD-LTE牌照，我國全面進入4G大規(guī)模商用時代。4G網(wǎng)絡(luò)全面、大規(guī)模部署的同時，廠商已經(jīng)開始啟動下一代5G通信技術(shù)的研發(fā)。

“在物聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)需求的不斷推動下，下一代無線通信技術(shù)，也就是俗稱的5G技術(shù)正成為整個通信行業(yè)新的焦點。從技術(shù)上看，5G目前還處于研究論證階段，但全球主要的標準化組織都已經(jīng)將5G的標準化提上日程。”美國國家儀器中國地區(qū)市場開發(fā)經(jīng)理姚遠告訴記者。

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將會確定5G的基本技術(shù)，推出第一個5G的Release版本規(guī)范。當然，目前相關(guān)廠商都在投入力量進行前期的技術(shù)跟蹤和預(yù)研，一些技術(shù)現(xiàn)在就有演示系統(tǒng)。一旦標準確定，很快就會有產(chǎn)品推出，不過大規(guī)模應(yīng)用應(yīng)該會在其后的兩三年，即2020年之后了。”

5G啟動，人們有怎樣的期待呢?“5G通信雖然目前還沒有明確的標準，但是目標已經(jīng)相對明確，即5G網(wǎng)絡(luò)容量要比目前4G容量提升1000倍以上。”姚遠表示。是德科技無線市場項目經(jīng)理馬健銳則指出：“5G其實需要解決兩個方面的問題：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)對密集接入、低功耗、突發(fā)數(shù)據(jù)、低時延的需求。其實，最終要解決的問題只有一個，就是低成本的、靈活的網(wǎng)絡(luò)能力，以滿足未來快速多變的應(yīng)用需求。”

毫米波與大規(guī)模MIMO成挑戰(zhàn)

5G相對4G能夠極大提升人們的使用體驗。然而，對設(shè)計工程師來說，卻帶來了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、新物理層、新波形、頻譜、傳輸網(wǎng)、時延、能耗、基站形態(tài)、天線等的各種挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)都需要測試方案的跟進。

“測試方面的挑戰(zhàn)是巨大的。首先是5G毫米波MIMO信道測量的挑戰(zhàn)。5G很可能會引入毫米波波段用于移動通信。目前對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)的專用信道測量設(shè)備不夠靈活，升級成本巨大，基本無法滿足現(xiàn)階段對6GHz～110GHz范圍內(nèi)頻段的靈活測量?，F(xiàn)階段需要一套靈活的通用信道測量方案，用相對較低的成本，靈活地測量并提取信道參數(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，由此帶來了巨大的技術(shù)優(yōu)勢。但與此同時對于通道間幅相一致性的校準也提出了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的Box儀表的在成本和時間同步上就已經(jīng)沒有太多優(yōu)勢。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解決這個校準問題。” 馬健銳說。

最后是新波形問題。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OFDM不夠靈活的缺陷。如何快速產(chǎn)生并部署到測試環(huán)境中去，在真實環(huán)境下驗證新波形的性能，是廣大研發(fā)設(shè)計人員面臨的挑戰(zhàn)。這要求需要一個強大的平臺工具，提供快速修改、測試、驗證的能力。

首先確定頻段與標準規(guī)范

總體來說，由于目前5G的關(guān)鍵技術(shù)還在征集階段，那么，當前最主要的需要解決的問題是什么?“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、驗證階段。對測試來說，由于協(xié)議和算法還未定型，所以暫時不會涉及，當前主要集中在明確的高頻段、高帶寬的毫米波測試和Massive MIMO方向上，已有一些測試廠商基于之前的技術(shù)積累給出了一些高頻段測試儀表，但并非針對5G的最終方案。后續(xù)需解決的5G是標準規(guī)范的制定，測試規(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通信標準的技術(shù)篩選和規(guī)范制定;針對5G物理層、高層協(xié)議實體的測試，毫米波、Massive MIMO等關(guān)鍵技術(shù)的測試，以及終端射頻指標分析測試等，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)集成一體等特點的5G測試儀表。”李孟喜表示。

“當前首先要解決的是頻段的確定，對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)計產(chǎn)品;還有就是客戶需要低成本測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)域要求的指標那么高;另一個就是Massive MIMO 基站的測量方法和方案，需要跟業(yè)內(nèi)做5G基站合作伙伴一起定義。”馬健銳認為。