5G創新不止于設計

測試和測量解決方案將成為產品商業化周期中的關鍵環節

但是，5G需要的測試方法與之前的無線技術截然不同

哪些技術正在讓5G逐步變成現實？

十年后，我們回頭看時，肯定會說5G是迄今為止最重要的技術之一。它實現了當今正在興起的一切，包括可以相互通信的自主駕駛汽車，以及最快速的視頻體驗?！狿atrickMoorhead，MoorInsights&Strategy總裁兼首席分析師

5G代表著新一代的變革，將深刻影響全球的企業和消費者。它有望提供革命性的無限制的體驗，具有更快的數據，更短的網絡響應時間（更低的延遲），隨時隨地的即時訪問以及數十億個設備的容量。我們這里說的不只是更快速地將視頻下載到手機上。與3G和4G不同，5G的應用領域遠不只是移動設備，它將擴展到我們生活的各個方面。從實現工業物聯網到確保自主汽車的安全，5G將以難以想象的方式改變我們的生活。

通往5G之路

3GPP標準機構正在馬不停蹄地定義5G，但真正的工作才剛剛開始?，F在，半導體、網絡基礎設施、云、軟件、制造和測試技術領域的公司必須設計、開發、測試和交付能夠利用這些新無線功能的解決方案。這并非易事。

5G采用了大規模MIMO和毫米波等新技術。兩種技術都使用多天線和波束成形技術，這與目前和以往的無線架構有很大的不同。5G還包括新的無線控制機制，通過將控制與數據分割開來實現網絡切片的概念，使服務擴展到單個用戶設備。

另外，5G標準比3G和4G標準要復雜得多。5G將變革我們的網絡，所以行業必須改變這些系統的設計、開發和測試方式。對于算法設計，如果要從概念過渡到生產，只是對系統進行建模而沒有進行真實的驗證是不夠的。而對于測試來說，僅針對單個組件的傳統方法將無法解釋對系統的整體影響。

基于平臺的方法

世界各地的無線研究人員很快就發現，成功的唯一途徑是采用以軟件為中心的平臺化方法來開展5G研究。

-諾基亞推出了首個73GHz的毫米波5G原型，并使用毫米波頻譜打破了移動接入數據速率的紀錄；

-隆德大學開發了第一個大規模MIMO原型；

-布里斯托大學和Facebook的研究人員擴展了其大規模MIMO原型，創造了前所未有的頻譜效率里程碑。

這些系統原型已經成為5G技術演變中的重要環節。這些案例中使用的平臺化設計方法充分利用了軟件無線電（SDR）來應對系統挑戰以及縮短獲得結果的時間。用于設計和原型驗證的SDR將隨著軟件的變化而不斷發展。我們甚至可以預想功能更加強大的SDR，其軟件將擴展到擴展到物理層之上，以利用龐大的開源軟件生態系統。這將使研究人員能夠解決更上層的網絡，進一步減少采用時間，并打破了孤立的設計方法。

5G創新不止于設計

測試和測量解決方案將成為5G商業化周期的關鍵。測試系統必須擴展到物理層之上，才能使用可控/可轉向的波束來快速且經濟高效地測試這些新的多天線技術。此外，這些系統必須解決具有極寬帶寬的新毫米波設備。這些測試解決方案不僅需要能夠測試設備的重要參數，而且還要具有成本效益，不僅能充分發揮5G的潛力，而且可使之得到廣泛應用。

基于這些特性，5G需要采用不同的方法來測試無線設備和系統。例如，系統級空口傳輸技術(Over-the-air,OTA)測試將成為5G生態系統的標準測試之一。OTA測試提出了幾個挑戰，但最困難的地方或許是測試設備和待測設備共存的環境。空氣是一種不可預知的媒介，而信道本身也隨時間和環境條件而變化。無線測試工程師必須在OTA場景中隔離通道，并逐個使用波束來控制設備，以有效地“測試”設備。

此外，英特爾等公司已經推出了早期的相控陣天線模塊，其特征是直接連接到RF前端的天線，以最大限度減少系統損耗。因為設備的訪問會受到限制，測試設備的頻率必須升高到毫米波頻帶，然后逐個波束地分析主要性能參數。

最后一點，盡管帶寬是一個常見的測試挑戰，但是經過測試的5G帶寬預計將比標準LTE信道寬50倍。在這些帶寬下，測試系統不僅必須生成和采集更寬帶寬的波形，還需要能夠實時處理所有數據。

下一步路在何方

無線研究人員采用基于SDR的平臺設計方法，加快了5G的早期研究階段以及所獲得的成果。現在，測試解決方案提供商也必須這樣做。5G要求我們必須以前所未有的方式轉變測試方法，而靈活且可配置的平臺化方法對于生態系統的發展至關重要。