任何一項(xiàng)無線技術(shù)的誕生都離不開四個(gè)環(huán)節(jié)：技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、實(shí)際測試、規(guī)模商用。四個(gè)步驟環(huán)環(huán)相扣、缺一不可，只有在每個(gè)階段都扎扎實(shí)實(shí)地打好基礎(chǔ)，才能最終促成無線技術(shù)的成功商用。
在上述四個(gè)環(huán)節(jié)中，最值得一提又最容易被人們忽視的就是實(shí)際測試。說它容易被忽視，是因?yàn)檫@一環(huán)節(jié)主要用來驗(yàn)證此前階段研發(fā)成果的性能，并不產(chǎn)生任何突破性的技術(shù)產(chǎn)品;而這一階段值得一提，則是因?yàn)樗沁B接研發(fā)生產(chǎn)和業(yè)務(wù)商用之間的橋梁，只有通過嚴(yán)苛條件測試的產(chǎn)品才可以放心地投入商用。正因?yàn)槿绱耍^去許多無線產(chǎn)品的研發(fā)商用都曾經(jīng)歷過測試的瓶頸。
目前，全球4G部署走向成熟，5G研發(fā)大幕已經(jīng)開啟。今年6月份，國際電聯(lián)正式確定了5G名稱和愿景，全球各大組織、運(yùn)營商和設(shè)備商已經(jīng)緊鑼密鼓地展開了5G研發(fā)工作。根據(jù)ITU的計(jì)劃，2017年將征集5G候選技術(shù)，2020年5G正式投入商用。如今所剩時(shí)間窗口已經(jīng)不多，在這個(gè)5G技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵階段，做好相關(guān)測試工作、促進(jìn)5G技術(shù)日臻完善、為5G正式商用做好準(zhǔn)備，就顯得愈加重要。
作為無線通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，愛立信在5G無線測試方面走在了全球前列。在2015年2月份舉行的全球移動通信大會上，愛立信就在現(xiàn)場搭建了世界上第一臺5G設(shè)備——5G無線測試床，演示全新5G空口的新能力，實(shí)時(shí)展示5Gbps的無線傳輸速率、全球首個(gè)5G/LTE雙連接(5G-LTEDualConnectivity)和5G多點(diǎn)連接(5GMultipointConnectivity);而在2015年9月份召開的2015年中國國際信息通信展覽會上，愛立信更是通過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)連線的方式，展示斯德哥爾摩的外場5G路測演示，把中國的觀眾帶到千里之外的世界另一端去感受5G網(wǎng)絡(luò)的巨大潛力。
5G路測，重要性和復(fù)雜度并存
在講述愛立信5G無線測試床實(shí)際路測案例之前，先來了解一下5G路測的重要性和復(fù)雜度。
與4G相比，5G在技術(shù)性能上有大幅度的提升，包括網(wǎng)絡(luò)流量將會增加1000倍、需要連接的設(shè)備將會增加100倍、有些應(yīng)用程序要求的速率將是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平均速率的100倍、延遲接近于零、整個(gè)系統(tǒng)的電池壽命將達(dá)到10年。這些與4G相比都是革命式、飛躍式的改變，僅僅在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境是無法保證技術(shù)的實(shí)際可用性的。
通過無線測試床進(jìn)行外場測試，探索5G端到端新技術(shù)在測試網(wǎng)無線環(huán)境中的性能表現(xiàn)，可以收集到大量寶貴數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，通過測試床，研究人員除了可以證明概念、驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)外，還可以測試產(chǎn)品的互聯(lián)互通性，確保不同代際、不同廠家之間5G產(chǎn)品的互通性。
此外，與4G相比，5G的使用場景也變得多樣化和復(fù)雜化。5G將前所未有地支持多種數(shù)據(jù)速率，從Kbps級的低速業(yè)務(wù)到10Gbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)均可在5G網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，使得移動通信超越人與人通信的范疇，全面進(jìn)入萬物互聯(lián)的領(lǐng)域。而根據(jù)ITU對5G愿景的展望，未來的5G將主要應(yīng)用在三個(gè)場景：一是移動寬帶，二是大規(guī)模機(jī)器通信，三是高可靠低時(shí)延通信。上述三大場景在速率、容量、覆蓋率等方面分別具有不同的要求，如果不通過搭建具體應(yīng)用環(huán)境、進(jìn)行實(shí)際測試，是無法了解和滿足每種場景的特殊需求的。
通過無線測試床進(jìn)行外場測試，可以搭建特殊的應(yīng)用場景，涵蓋5G無線、回傳、核心網(wǎng)等，并與垂直行業(yè)進(jìn)行連接，充分了解每種場景的特殊需求，同時(shí)在測試中了解可能發(fā)生的特殊情況，為完善技術(shù)創(chuàng)新打下技術(shù)。此外，隨著5G技術(shù)研發(fā)的不斷深入，測試床也會不斷完善和升級，未來出現(xiàn)的全新應(yīng)用和業(yè)務(wù)也能夠在測試床進(jìn)行部署和測試。
愛立信無線測試床進(jìn)展迅猛
在5G技術(shù)研發(fā)方面一路領(lǐng)先的愛立信，在5G實(shí)際路測方面也走在了全球前列，2015年以來，愛立信在5G無線測試床方面取得了如下進(jìn)展。
1.在2015全球移動通信大會上展示5G無線測試床，該測試床工作在15GHz的高頻段上，愛立信展示了業(yè)內(nèi)最高的5Gbps無線傳輸速率，以及示全球首個(gè)5G/LTE雙連接和5G多點(diǎn)連接。
2.2015年5月，韓國電信攜手愛立信，宣布在自己的研發(fā)中心著手搭建一個(gè)5G室內(nèi)外測試床。愛立信還與韓國電信利用安裝在移動交通工具上的5G移動設(shè)備，成功展示了采用5G分布式多輸入多輸出的多點(diǎn)連接技術(shù)。
3.在2015年中國國際信息通信展覽會上，愛立信通過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)連線的方式，展示斯德哥爾摩外場5G路測演示，演示內(nèi)容包括全新5G空口的新能力，如可靠性、性能和頻譜利用率等，以及分布式多輸入多輸出多點(diǎn)連接技術(shù)和5G/LTE雙連接。為此專門開發(fā)的5G可移動終端測試車在5G和4G現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中行駛，完成over-the-air的連接，展現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大力量。
4.2015年底，愛立信推出5G無線測試床的第二階段產(chǎn)品，可支持運(yùn)營商最早于開展5G現(xiàn)網(wǎng)外場測試。該原型包括多用戶MIMO(MU-MIMO)和波束賦形等技術(shù)，運(yùn)營商可將其部署在現(xiàn)網(wǎng)室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和多個(gè)站點(diǎn)中。該原型機(jī)整合了基于云的網(wǎng)絡(luò)切片，為用戶、企業(yè)及廣泛的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供敏捷性和差異化服務(wù)。其室外無線設(shè)計(jì)在緊湊式抱桿或壁掛式外觀內(nèi)整合了64個(gè)無線信道和128個(gè)天線元件。日本移動運(yùn)營商N(yùn)TTDOCOMO公司目前正在使用5G無線測試床，并將利用5G無線原型進(jìn)行外場測試。
愛立信新的5G無線原型明顯小于愛立信5G無線測試床，盡管添加了新技術(shù)，外觀也非常緊湊、易于部署，類似于隨身攜帶的手提箱，重量約為40磅(約18千克)
愛立信一直引領(lǐng)并推動著5G標(biāo)準(zhǔn)的制定，從目前的探索性研究和標(biāo)準(zhǔn)制定前的外場測試，一直到與有影響力的標(biāo)準(zhǔn)組織和行業(yè)伙伴進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化活動。借助愛立信5G無線原型和基于云的網(wǎng)絡(luò)切片等重大技術(shù)突破，愛立信與其運(yùn)營商客戶將成為下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)鍵定義者，并最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
5G技術(shù)將影響整個(gè)移動網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的生態(tài)體系，包括從終端設(shè)備到無線接入、IP核心網(wǎng)、云計(jì)算都會受到影響。從無線接入的角度來看，5G將包括現(xiàn)有LTE技術(shù)的演進(jìn)，并將增加新的無線接入技術(shù)，通常在更高的頻率上實(shí)現(xiàn)接入。不同頻段、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)層的緊密互聯(lián)互通對于確保數(shù)十億設(shè)備、機(jī)器和事物的無縫連接，以及支撐用戶、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。
愛立信5G無線測試床是技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)現(xiàn)的完美體現(xiàn)，反映了愛立信對領(lǐng)導(dǎo)5G技術(shù)發(fā)展的承諾，通過測試床，愛立信驗(yàn)證了諸多全新的5G空口能力，突破了移動性為社會帶來變革的極限。
5G里程碑技術(shù)
除了測試床本身外，愛立信在路測中所驗(yàn)證的諸多技術(shù)也是5G領(lǐng)域創(chuàng)新的代表，其中5G多點(diǎn)連接和5G/LTE雙連接被視為5G道路上的里程碑技術(shù)。盡管目前5G標(biāo)準(zhǔn)尚未創(chuàng)建，且要到2020年左右才能實(shí)現(xiàn)商用，但愛立信已經(jīng)展示了5G的特色技術(shù)，這些技術(shù)對于5G的規(guī)模普及至關(guān)重要。
1.5G多點(diǎn)連接技術(shù)
5G將帶給我們無限機(jī)遇，但我們也面臨著巨大挑戰(zhàn)，例如移動寬帶業(yè)務(wù)、支持物聯(lián)網(wǎng)的海量連接、眾多個(gè)人定制4K高清視頻業(yè)務(wù)同時(shí)在線、對時(shí)延和可靠性要求極其敏感的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用等。對于這些應(yīng)用場景而言，穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接是實(shí)現(xiàn)它們的基本保證，而連接的穩(wěn)定性需要在各個(gè)層面進(jìn)行技術(shù)革新與優(yōu)化。
5G多點(diǎn)連接方案結(jié)合多天線技術(shù)，即分布式多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)，讓5G移動設(shè)備并行連接多個(gè)5G基站，通過多個(gè)下行數(shù)據(jù)流提高比特率性能，同時(shí)提高信號強(qiáng)度和彈性，改善用戶體驗(yàn)的同時(shí)兼顧整網(wǎng)頻譜效率，是支持宏蜂窩和小蜂窩覆蓋等多層網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。
5G多點(diǎn)連接技術(shù)在控制移動設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)交互作用的過程中涉及非常復(fù)雜的信號傳輸方法，超出了當(dāng)前LTE標(biāo)準(zhǔn)的范圍。因此，除了LTE技術(shù)將逐步演進(jìn)為未來5G網(wǎng)絡(luò)的組成部分，5G還將包括連接設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新空口。
2.5G/LTE雙連接技術(shù)
5G/LTE雙連接是指5G移動設(shè)備在LTE和5G無線接入網(wǎng)覆蓋區(qū)域之間移動，與這兩張網(wǎng)絡(luò)建立并行連接，然后再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)無縫切換。5G/LTE雙連接將支持5G網(wǎng)絡(luò)為終端設(shè)備和無線接入網(wǎng)提供多標(biāo)準(zhǔn)和多頻段支持。
愛立信之所以強(qiáng)調(diào)LTE與5G雙連接的重要性，是因?yàn)閺?009年瑞典運(yùn)營商Telia宣布開通全球第一張LTE網(wǎng)絡(luò)以來，目前LTE已經(jīng)商用了6年時(shí)間，如今全球幾乎所有的運(yùn)營商都在加快LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，到2020年5G商用之時(shí)LTE將更進(jìn)一步成熟，而5G在初期無法做到廣域網(wǎng)的連續(xù)覆蓋，必定需要LTE網(wǎng)絡(luò)作為補(bǔ)充，因此LTE網(wǎng)絡(luò)與5G協(xié)同組網(wǎng)必將大量存在。
5G/LTE雙連接作為4G向5G的過渡技術(shù)，必將成為移動通信邁向5G的重要里程碑技術(shù)。5G測試網(wǎng)與LTE現(xiàn)網(wǎng)重疊覆蓋，將幫助業(yè)界探索現(xiàn)網(wǎng)向5G網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)之路。愛立信無線測試床搭建的測試環(huán)境，將幫助業(yè)界了解演進(jìn)過程中的問題并予以解決。愛立信預(yù)計(jì)，5G/LTE雙連接技術(shù)將于2020年得到商用。
5G新空口能力
在幾次5G測試床的測試中，愛立信還在5G外場試驗(yàn)網(wǎng)支持了一系列5G新技術(shù)，包括可以支持5Gbps峰值速率的在15GHz高頻下的5G空口設(shè)計(jì)。
事實(shí)上，早在2014年7月，愛立信就在無線環(huán)境下實(shí)時(shí)演示了5G準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，采用創(chuàng)新型無線接口和高級MIMO技術(shù)，在15GHz頻譜上實(shí)現(xiàn)了5Gbps的吞吐速率。這意味著，5G技術(shù)所帶來的網(wǎng)絡(luò)性能將有力應(yīng)對不斷增長的移動數(shù)據(jù)需求，更能夠支持新一代機(jī)對機(jī)應(yīng)用。
以上速率在15GHz頻譜上實(shí)現(xiàn)，是全新的5G空口能力。愛立信之所以強(qiáng)調(diào)并重點(diǎn)測試5G新空口能力，是因?yàn)楸M管5G空口技術(shù)路線可由5G新空口和4G演進(jìn)兩部分組成，但是受現(xiàn)有4G技術(shù)框架的約束，大規(guī)模天線、超密集組網(wǎng)等增強(qiáng)技術(shù)的潛力難以完全發(fā)揮，全頻譜接入、部分新型多址等先進(jìn)技術(shù)難以在現(xiàn)有技術(shù)框架下使用，4G演進(jìn)路線無法滿足5G極致性能的需求。因此，5G需要突破后向兼容的限制，設(shè)計(jì)全新的空口，充分挖掘各種先進(jìn)技術(shù)的潛力，以全面滿足5G性能和效率指標(biāo)要求，新空口將是5G主要的演進(jìn)方向，4G演進(jìn)將是有效補(bǔ)充。
愛立信在無線接入、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、云計(jì)算以及對各項(xiàng)垂直行業(yè)的跨界支持等高尖端領(lǐng)域持續(xù)探索和研究。除了上述技術(shù)外，還有諸多跨界的創(chuàng)新技術(shù)在5G試驗(yàn)網(wǎng)上進(jìn)行驗(yàn)證，例如引起巨大轟動的5G虛擬遠(yuǎn)程控制挖掘機(jī)技術(shù)、5G挖礦技術(shù)、5G機(jī)器人技術(shù)，以及虛擬遠(yuǎn)程智能巴士原型機(jī)等。
5G將是涵蓋無線接入、IP核心網(wǎng)和云，以及連接智能交通、智能制造、智慧家庭等眾多方面的新型生態(tài)系統(tǒng)，將為更強(qiáng)大的移動寬帶通信、新領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)提供強(qiáng)有力的支持與保障。隨著5G的到來，海量數(shù)據(jù)、海量連接、超低遲延和超高可靠等都不再遙遠(yuǎn)。
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