今年全球移動通信大會(MWC)上，5G通信成為熱門話題。多數業者一致認為2015年5G移動網絡已進入預研階段，預計2020年將會開始投入市場。通信布網、測試先行，羅德與施瓦茲、國家儀器(NI)、是德科技、安立和大唐聯儀等國內外測試設備公司紛紛展開新一代通信技術的研發，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，工信部正式發放了FDD-LTE牌照，我國全面進入4G大規模商用時代。4G網絡全面、大規模部署的同時，廠商已經開始啟動下一代5G通信技術的研發。
“在物聯網及移動互聯網需求的不斷推動下，下一代無線通信技術，也就是俗稱的5G技術正成為整個通信行業新的焦點。從技術上看，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將5G的標準化提上日程。”美國國家儀器中國地區市場開發經理姚遠告訴記者。
大唐聯儀產品總監李孟喜也表示，“5G通信目前處于技術征集和預研階段，2018年3GPP將會確定5G的基本技術，推出第一個5G的Release版本規范。當然，目前相關廠商都在投入力量進行前期的技術跟蹤和預研，一些技術現在就有演示系統。一旦標準確定，很快就會有產品推出，不過大規模應用應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，但是目標已經相對明確，即5G網絡容量要比目前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據傳輸速率、系統容量、超密布網等方向發展，二是還要滿足物聯網對密集接入、低功耗、突發數據、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、靈活的網絡能力，以滿足未來快速多變的應用需求。”
毫米波與大規模MIMO成挑戰
5G相對4G能夠極大提升人們的使用體驗。然而，對設計工程師來說，卻帶來了網絡架構、新物理層、新波形、頻譜、傳輸網、時延、能耗、基站形態、天線等的各種挑戰。這些挑戰都需要測試方案的跟進。
“測試方面的挑戰是巨大的。首先是5G毫米波MIMO信道測量的挑戰。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。 傳統的專用信道測量設備不夠靈活，升級成本巨大，基本無法滿足現階段對6GHz～110GHz范圍內頻段的靈活測量?，F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為研究人員提供詳盡的數據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。“大規模天線陣的引入顛覆了傳統意義上的MIMO設計，由此帶來了巨大的技術優勢。但與此同時對于通道間幅相一致性的校準也提出了挑戰。傳統的Box儀表的在成本和時間同步上就已經沒有太多優勢。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。如何快速產生并部署到測試環境中去，在真實環境下驗證新波形的性能，是廣大研發設計人員面臨的挑戰。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范
總體來說，由于目前5G的關鍵技術還在征集階段，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鍵技術的仿真、驗證階段。對測試來說，由于協議和算法還未定型，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。后續需解決的5G是標準規范的制定，測試規范將在核心規范制定之后確定。大唐聯儀正在積極參與并跟蹤5G通信標準的技術篩選和規范制定;針對5G物理層、高層協議實體的測試，毫米波、Massive MIMO等關鍵技術的測試，以及終端射頻指標分析測試等，大唐聯儀正在投入力量研究具有高測量頻率、寬測量帶寬、優異射頻性能和收發集成一體等特點的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，企業才能放手設計產品;還有就是客戶需要低成本測試工具和降低方案的成本，畢竟商業產品不像航空航天領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，需要跟業內做5G基站合作伙伴一起定義。”馬健銳認為。
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