如今，5G通信成為熱門(mén)話(huà)題。今年初，中國啟動(dòng)5G試驗，對5G各項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和論證，對有競爭力的方案進(jìn)行標準化推動(dòng)，以加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;三大電信運營(yíng)商也根據各自工作部署，開(kāi)始有序推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò )前期的研發(fā)和實(shí)驗工作，并制定了2020年啟動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò )商用的計劃。在通信布網(wǎng)、測試先行的思路下，隨著(zhù)主要通信廠(chǎng)商進(jìn)入預研階段，羅德與施瓦茲、是德科技、安立、大唐聯(lián)儀、星河亮點(diǎn)等國內外測試設備公司紛紛展開(kāi)新一代通信技術(shù)的研發(fā)，提供測試解決方案。

　　高頻、大容量

　　成測試主要挑戰

　　毫無(wú)疑問(wèn)，物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，成為5G的主要驅動(dòng)力。面向2020年及未來(lái)，超高清、3D和虛擬現實(shí)的流行，將會(huì )驅動(dòng)數據傳輸速率大幅提升，同時(shí)用戶(hù)還希望能夠在體育場(chǎng)、演唱會(huì )等超密集場(chǎng)所，高鐵、車(chē)載、地鐵等高速移動(dòng)環(huán)境下也能夠獲得一致的業(yè)務(wù)體驗;加之物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，智能家居、智能電網(wǎng)、視頻監控、移動(dòng)醫療、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等應用對移動(dòng)通信技術(shù)提出了更嚴格的低延時(shí)、高可靠性、大容量等需求。這是5G發(fā)展的現實(shí)基礎。然而，為了滿(mǎn)足5G 高速度、低延遲高可靠、高連接低功耗的需求，帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò )架構、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(xiàn)等各種挑戰。這些挑戰都需要測試方案的跟進(jìn)。

　　對此，大唐聯(lián)儀總工程師李孟喜表示，應對上述需求，MassiveMIMO 與波束成型技術(shù)和載波聚合技術(shù)將成5G 通信網(wǎng)絡(luò )的主流技術(shù)，這也是5G測試設備的主要挑戰。首先，5G終端對射頻的指標要求越來(lái)越高，首要支持高頻段，達到60GHz，超大帶寬，至少支持500MHz，支持更高階調制，如256QAM、超低的EVM、-50dBm、優(yōu)異的相位噪聲指標、-120dBc以及更低的鄰道泄露比等射頻指標。不同于之前移動(dòng)通信大部分集中于3GHz以下的狀況，5G時(shí)代的頻段除了傳統的6GHz以下頻段，還新增了28 GHz、38G~40GHz、57G~64GHz、70G~75GHz、81G~89GHz等高頻段;帶寬至少500MHz，甚至高達3GHz。測試儀表需要針對高頻段的支持開(kāi)展中頻、射頻的新技術(shù)、新方案的研究和開(kāi)發(fā)。其次，5G時(shí)代的Massive MIMO要求天線(xiàn)數量可能多達128根之多。測試儀表需要針對該特性研發(fā)支持多天線(xiàn)同時(shí)測試，支持更多的射頻通道和端口，射頻設計、多端口結構方案等方面均需提升。最后，5G時(shí)代的數據速率要求相對于4G時(shí)代至少提升1000倍。

　　北京星河亮點(diǎn)技術(shù)股份有限公司副總裁徐國鑫也表示，對測試行業(yè)來(lái)說(shuō)，5G是一個(gè)很艱難的工作。大容量通信需要新的空中接口和新的網(wǎng)絡(luò )結構，對比傳統儀表測試，5G在高可靠、低延時(shí)上的要求提高了一個(gè)數量級。從儀表測試技術(shù)來(lái)看，可以把5G分成三大類(lèi)：一是天線(xiàn)增強技術(shù)，二是波束成型，三是3D MIMO。這要求測試設備的體積更小、集成度更高。按照傳統天線(xiàn)的接入技術(shù)是達不到要求的，一般需要通過(guò)空中接口、空中無(wú)線(xiàn)的方式進(jìn)行測試，整個(gè)測試的理論、測試方法、測試儀器都是新的。

　　端到端解決方案

　　仍是發(fā)展趨向

　　盡管存在挑戰，且目前5G還在預研階段，標準尚在制訂當中，但國際廠(chǎng)商行動(dòng)相對領(lǐng)先，已經(jīng)開(kāi)始推出針對5G測試的解決方案。

　　是德科技研發(fā)部高級研發(fā)經(jīng)理張海濤認為測試測量解決方案的靈活性至關(guān)重要，是德科技正在通過(guò)軟件和模塊化兩大途徑來(lái)提升解決方案的靈活性。還有就是客戶(hù)需要低成本測試工具和降低方案的成本，另一個(gè)就是Massive MIMO基站的測量方法和方案，需要跟業(yè)內做5G基站的合作伙伴一起定義。

　　羅德與施瓦茨(R&S)公司也表示，雖然目前5G技術(shù)標準尚在討論中，但是羅德與施瓦茨已經(jīng)開(kāi)始投入到相關(guān)測試技術(shù)及方案研究中。針對5G廣泛認可的毫米波、大規模天線(xiàn)陣、新空中接口等關(guān)鍵技術(shù)，R&S公司提供完整的測試解決方案，可以幫助設備廠(chǎng)家進(jìn)行相應5G技術(shù)的研究。

　　專(zhuān)家觀(guān)點(diǎn)

　　大唐聯(lián)儀總工程師李孟喜

　　研發(fā)集成一體化5G測試儀表

　　對測試來(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(chǎng)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。后續需解決的5G是標準規范的制定，測試規范是在核心規范制定之后才能確定。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(diǎn)的5G測試儀表。

　　羅德與施瓦茨公司技術(shù)經(jīng)理Corbett Rowell

　　5G與物聯(lián)網(wǎng)的應用密不可分

　　5G與4G的應用生態(tài)并不相同，4G仍以移動(dòng)手機為主，可是5G時(shí)代的主流應用必將是物聯(lián)網(wǎng)。所以在研究測試的時(shí)候，需要使IoT能與5G網(wǎng)絡(luò )共存，如果我們想使IoT以更加大規模的方式進(jìn)行部署，就需要有一個(gè)信號嵌入到4G當中，與4G等網(wǎng)絡(luò )實(shí)現多連接。在5G技術(shù)中，追求使用多裁波波形、微波頻率、毫米波涉率和更寬調制帶寬，目前正在研究的波形包括OFDM、FBMC、UFMC等。預計5G的波形將會(huì )是OFDM的一種變形。

　　是德科技研發(fā)部高級研發(fā)經(jīng)理張海濤

　　應對測試場(chǎng)景的復雜性

　　隨著(zhù)5G的演進(jìn)，對于測試的場(chǎng)景需求會(huì )非常復雜，以往單臺儀表和應用就能滿(mǎn)足用戶(hù)，將來(lái)就會(huì )不滿(mǎn)足。我們現在的想法是希望給用戶(hù)提供更加完整的測量和全套解決方案，包括現有成熟的軟硬件產(chǎn)品和為用戶(hù)定制的硬件和集成軟件產(chǎn)品，這樣能夠更好地適應5G用戶(hù)特殊的測量需求。是德科技5G仿真和測量解決方案包括：毫米波、寬帶信號生成和分析，物理層設計，MIMO、射頻、微波和毫米波元器件和天線(xiàn)，以及高速數字和功率測量。