5G通信进入预研

 今年全球移动通信大会(MWC)上，5G通信成为热门话题。多数业者一致认为2015年5G移动网络已进入预研阶段，预计2020年将会开始投入市场。通信布网、测试先行，罗德与施瓦兹、国家仪器(NI)、是德科技、安立和大唐联仪等国内外测试设备公司纷纷展开新一代通信技术的研发，提供测试解决方案。

标准化提上日程 2020年将商用

今年2月份，工信部正式发放了FDD-LTE牌照，我国全面进入4G大规模商用时代。4G网络全面、大规模部署的同时，厂商已经开始启动下一代5G通信技术的研发。

“在物联网及移动互联网需求的不断推动下，下一代无线通信技术，也就是俗称的5G技术正成为整个通信行业新的焦点。从技术上看，5G目前还处于研究论证阶段，但全球主要的标准化组织都已经将5G的标准化提上日程。”美国国家仪器中国地区市场开发经理姚远告诉记者。

大唐联仪产品总监李孟喜也表示，“5G通信目前处于技术征集和预研阶段，2018年3GPP将会确定5G的基本技术，推出第一个5G的Release版本规范。当然，目前相关厂商都在投入力量进行前期的技术跟踪和预研，一些技术现在就有演示系统。一旦标准确定，很快就会有产品推出，不过大规模应用应该会在其后的两三年，即2020年之后了。”

5G启动，人们有怎样的期待呢?“5G通信虽然目前还没有明确的标准，但是目标已经相对明确，即5G网络容量要比目前4G容量提升1000倍以上。”姚远表示。是德科技无线市场项目经理马健锐则指出：“5G其实需要解决两个方面的问题：一是朝着更高更快的数据传输速率、系统容量、超密布网等方向发展，二是还要满足物联网对密集接入、低功耗、突发数据、低时延的需求。其实，最终要解决的问题只有一个，就是低成本的、灵活的网络能力，以满足未来快速多变的应用需求。”

毫米波与大规模MIMO成挑战

5G相对4G能够极大提升人们的使用体验。然而，对设计工程师来说，却带来了网络架构、新物理层、新波形、频谱、传输网、时延、能耗、基站形态、天线等的各种挑战。这些挑战都需要测试方案的跟进。

“测试方面的挑战是巨大的。首先是5G毫米波MIMO信道测量的挑战。5G很可能会引入毫米波波段用于移动通信。目前对于毫米波波段信道特性的了解程度还很不足够，尤其引入超宽带、MIMO、3D的新需求。 传统的专用信道测量设备不够灵活，升级成本巨大，基本无法满足现阶段对6GHz～110GHz范围内频段的灵活测量。现阶段需要一套灵活的通用信道测量方案，用相对较低的成本，灵活地测量并提取信道参数为研究人员提供详尽的数据用于信道模型的研究。”马健锐表示。

此外，在Massive MIMO方面也存在挑战。“大规模天线阵的引入颠覆了传统意义上的MIMO设计，由此带来了巨大的技术优势。但与此同时对于通道间幅相一致性的校准也提出了挑战。传统的Box仪表的在成本和时间同步上就已经没有太多优势。取而代之的是需要具有相位相参能力的多通道模块化仪表来解决这个校准问题。” 马健锐说。

最后是新波形问题。目前各家厂商都提出了许多新波形的方案，基本上都是在改进OFDM不够灵活的缺陷。如何快速产生并部署到测试环境中去，在真实环境下验证新波形的性能，是广大研发设计人员面临的挑战。这要求需要一个强大的平台工具，提供快速修改、测试、验证的能力。

首先确定频段与标准规范

总体来说，由于目前5G的关键技术还在征集阶段，那么，当前最主要的需要解决的问题是什么?“由于大部分参与的厂商还集中在一些关键技术的仿真、验证阶段。对测试来说，由于协议和算法还未定型，所以暂时不会涉及，当前主要集中在明确的高频段、高带宽的毫米波测试和Massive MIMO方向上，已有一些测试厂商基于之前的技术积累给出了一些高频段测试仪表，但并非针对5G的最终方案。后续需解决的5G是标准规范的制定，测试规范将在核心规范制定之后确定。大唐联仪正在积极参与并跟踪5G通信标准的技术筛选和规范制定;针对5G物理层、高层协议实体的测试，毫米波、Massive MIMO等关键技术的测试，以及终端射频指标分析测试等，大唐联仪正在投入力量研究具有高测量频率、宽测量带宽、优异射频性能和收发集成一体等特点的5G测试仪表。”李孟喜表示。

“当前首先要解决的是频段的确定，对于信道的研究需要首先解决，确定了频段，企业才能放手设计产品;还有就是客户需要低成本测试工具和降低方案的成本，毕竟商业产品不像航空航天领域要求的指标那么高;另一个就是Massive MIMO 基站的测量方法和方案，需要跟业内做5G基站合作伙伴一起定义。”马健锐认为。