劉欣賀,宋化軍,張萬東,劉 理
(中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司,哈爾濱 150000)
就目前情況來看,4G通信技術(shù)已經(jīng)占據(jù)了通信網(wǎng)絡平臺,得到了人們的重視和應用。4G網(wǎng)絡不僅在3G技術(shù)的基礎之上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,同時也為5G技術(shù)的發(fā)展提供了一份基礎保障。然而,從4G到5G,并不是一個容易的過程,在這一階段面臨著諸多的測量挑戰(zhàn),這一過程,是演進的過程,也是變革的過程。
目前,5G在我國仍然屬于一個新的概念,其發(fā)展形勢仍然處于還前期階段,具備著收斂前的發(fā)散性特點。而測試技術(shù)的進步是隨著5G的發(fā)展情況而轉(zhuǎn)變的。不論是在學術(shù)界,還是在產(chǎn)業(yè)界,都開始試著尋求具有技術(shù)突破性和成本可控性的5G技術(shù)。而測試技術(shù)在鞋子過程中最大的作用就在于可以幫助用戶實現(xiàn)對于不同層次內(nèi)容的驗證分析和研究。包括對于系統(tǒng)鏈路預算設計、系統(tǒng)模型仿真、信道建模與測量、新波形和調(diào)制方式、頻譜研究、新型天線、性能驗證等接入層技術(shù)等內(nèi)容的探討。除此之外,測試技術(shù)的發(fā)展仍然存在著另外一個突出的優(yōu)勢,那就是多通道特性。隨著新概念的引入,場景的基站形態(tài)也會隨之發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變。測試技術(shù)發(fā)展的一個關(guān)鍵方面就在于超寬帶。5G技術(shù)的發(fā)展有效提升了10Gb/s峰值速率的要求,想要充分發(fā)揮5G技術(shù)的作用,就必須拓展信道的帶寬。當前形勢下,為了充分確保未來系統(tǒng)容量發(fā)展的可升級性,就必須防患于未然,充分考慮到系統(tǒng)的裕量。然而,超寬帶的使用也會帶來一系列新的問題,首當其沖的就是測試挑戰(zhàn)會導致寬帶矢量信號的產(chǎn)生、接收和解調(diào)。另外,超寬帶也會生成更多數(shù)量的數(shù)據(jù),甚至會生成更多的傳輸性問題。
在進行5G測試時,面臨著眾多的挑戰(zhàn)。
首先,會產(chǎn)生高于標準的頻段。其中,微波、毫米波頻段信道測量的使用帶來了許多新的問題。而5G的發(fā)展很可能需要引入毫米波頻段作為關(guān)鍵技術(shù)。就目前情況來看,我國的相關(guān)研究部門對于毫米波頻段信道特性了解程度仍然較差。原有的專用信道測量設備根本滿意滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求,想要更新完善又需要投入更多的資金,因而就必須尋求一套與發(fā)展形勢匹配的通用信道測量方案,盡可能的降低成本支出,為相關(guān)科研人員提供充足精準且詳細的數(shù)據(jù),來進行信道建模的研究。
其次,5G是否要被商品化,也是一個值得深入研究的問題。商品化是5G技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,那么如何將前期的研究成果與工程化實踐進行融合,從而有效促進商品化的發(fā)展,成為了基站和終端產(chǎn)品部門所面臨的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。為此,我們應當構(gòu)建起標準可靠的、靈活多變的系統(tǒng)仿真平臺,為5G基站的設計和構(gòu)建提供足夠的數(shù)據(jù)支持,在更新完善的同時,盡可能的降低成本支出。
再次,就是Massive MIMO方面的挑戰(zhàn)。5G的發(fā)展需要引入大規(guī)模天線陣,而這些天線陣的存在徹底打破了原有的MIMO設計,并帶來了一系列新的技術(shù)優(yōu)勢,拓寬了整體的應用空間。但是同時也對于通道間幅相一致性的校準帶來了重大的挑戰(zhàn)。原有的臺式儀表在進行后期應用時,無論是在通道數(shù),還是在同步及成本方面都已經(jīng)較為落后。想要充分滿足發(fā)展的需求,就必須尋求具備相位相參能力的多通道模塊化儀表。值得一提的是,發(fā)射通道間也應當盡可能的達到相位相參,才可以產(chǎn)生正確的波束賦型,并非只是做到時間同步即可完成整體改良。
最后就是新空口。目前,許多的科研人員都提出了新空口方案,而這些方案共同的特點就是在OFDM原有的基礎之上進行改進和完善。那么,如何加快對于新型環(huán)境部署的測試效率,發(fā)揮真實環(huán)境下驗證新空口的性能的實際作用,成為了科研人員在發(fā)展過程中面臨的一個重要挑戰(zhàn)。為此,在這一過程當中,應當構(gòu)建起一個新型的強大的平臺,尋求可以提供快速修改、測試、驗證的能力。
盡管目前我國在5G的網(wǎng)絡架構(gòu)方面仍然沒有獲得最終的定型,但仍然可以預見異構(gòu)網(wǎng)絡屬于其中一種較為可行的方案。想要實現(xiàn)基站在不同場景下的熱點覆蓋和高速率傳輸,就應當產(chǎn)出可定向的賦型波束,確保不同種類的波束之間可以享有共用的時頻資源,盡可能避免外界因素對其造成的干擾。
無論是從以語音通訊、中高速數(shù)據(jù)傳輸為主的4G網(wǎng)絡,發(fā)展至以數(shù)據(jù)通訊、超高速數(shù)據(jù)傳輸為主的5G,還是從面對面的溝通交流,到設備與設備之間的設備傳輸,這一系列的發(fā)展,對于我們來說都是前所未有的機遇,但同時也為我們帶來了嶄新的挑戰(zhàn)。在我國的發(fā)展過程中,這一問題的體現(xiàn)更為突出。在已經(jīng)過去的一段時間內(nèi),通過國內(nèi)各大高校、科研部門、生產(chǎn)廠家、運營商與測試廠家的共同努力,5G的標準及技術(shù)的研發(fā)取得了突飛猛進的進步。
綜上所述,5G技術(shù)是未來通訊行業(yè)發(fā)展的必然方向,以及進行測試研究時,應當加強與國內(nèi)高校、研究機構(gòu)、設備廠商以及運營商之間的交流協(xié)作,從而有效促進5G技術(shù)在我國的發(fā)展進步,最大程度上發(fā)揮5G技術(shù)的優(yōu)勢性作用。