5G通信測(cè)試技術(shù)挑戰(zhàn)

劉欣賀，宋化軍，張萬東，劉 理

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江分公司，哈爾濱 150000）

1 引言

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(luò)平臺(tái)，得到了人們的重視和應(yīng)用。4G網(wǎng)絡(luò)不僅在3G技術(shù)的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，同時(shí)也為5G技術(shù)的發(fā)展提供了一份基礎(chǔ)保障。然而，從4G到5G，并不是一個(gè)容易的過程，在這一階段面臨著諸多的測(cè)量挑戰(zhàn)，這一過程，是演進(jìn)的過程，也是變革的過程。

2 當(dāng)前5G測(cè)試技術(shù)的研究發(fā)展情況

目前，5G在我國(guó)仍然屬于一個(gè)新的概念，其發(fā)展形勢(shì)仍然處于還前期階段，具備著收斂前的發(fā)散性特點(diǎn)。而測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步是隨著5G的發(fā)展情況而轉(zhuǎn)變的。不論是在學(xué)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(cè)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(shí)現(xiàn)對(duì)于不同層次內(nèi)容的驗(yàn)證分析和研究。包括對(duì)于系統(tǒng)鏈路預(yù)算設(shè)計(jì)、系統(tǒng)模型仿真、信道建模與測(cè)量、新波形和調(diào)制方式、頻譜研究、新型天線、性能驗(yàn)證等接入層技術(shù)等內(nèi)容的探討。除此之外，測(cè)試技術(shù)的發(fā)展仍然存在著另外一個(gè)突出的優(yōu)勢(shì)，那就是多通道特性。隨著新概念的引入，場(chǎng)景的基站形態(tài)也會(huì)隨之發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變。測(cè)試技術(shù)發(fā)展的一個(gè)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(dāng)前形勢(shì)下，為了充分確保未來系統(tǒng)容量發(fā)展的可升級(jí)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(huì)帶來一系列新的問題，首當(dāng)其沖的就是測(cè)試挑戰(zhàn)會(huì)導(dǎo)致寬帶矢量信號(hào)的產(chǎn)生、接收和解調(diào)。另外，超寬帶也會(huì)生成更多數(shù)量的數(shù)據(jù)，甚至?xí)筛嗟膫鬏斝詥栴}。

3 測(cè)試技術(shù)所面臨的一系列挑戰(zhàn)

在進(jìn)行5G測(cè)試時(shí)，面臨著眾多的挑戰(zhàn)。

首先，會(huì)產(chǎn)生高于標(biāo)準(zhǔn)的頻段。其中，微波、毫米波頻段信道測(cè)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(guó)的相關(guān)研究部門對(duì)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(cè)量設(shè)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(shì)匹配的通用信道測(cè)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(zhǔn)且詳細(xì)的數(shù)據(jù)，來進(jìn)行信道建模的研究。

其次，5G是否要被商品化，也是一個(gè)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(shí)踐進(jìn)行融合，從而有效促進(jìn)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(yīng)當(dāng)構(gòu)建起標(biāo)準(zhǔn)可靠的、靈活多變的系統(tǒng)仿真平臺(tái)，為5G基站的設(shè)計(jì)和構(gòu)建提供足夠的數(shù)據(jù)支持，在更新完善的同時(shí)，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(shè)計(jì)，并帶來了一系列新的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，拓寬了整體的應(yīng)用空間。但是同時(shí)也對(duì)于通道間幅相一致性的校準(zhǔn)帶來了重大的挑戰(zhàn)。原有的臺(tái)式儀表在進(jìn)行后期應(yīng)用時(shí)，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(yīng)當(dāng)盡可能的達(dá)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(shí)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(diǎn)就是在OFDM原有的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)和完善。那么，如何加快對(duì)于新型環(huán)境部署的測(cè)試效率，發(fā)揮真實(shí)環(huán)境下驗(yàn)證新空口的性能的實(shí)際作用，成為了科研人員在發(fā)展過程中面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。為此，在這一過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建起一個(gè)新型的強(qiáng)大的平臺(tái)，尋求可以提供快速修改、測(cè)試、驗(yàn)證的能力。

4 5G測(cè)試發(fā)展戰(zhàn)略及整體布局

盡管目前我國(guó)在5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面仍然沒有獲得最終的定型，但仍然可以預(yù)見異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)屬于其中一種較為可行的方案。想要實(shí)現(xiàn)基站在不同場(chǎng)景下的熱點(diǎn)覆蓋和高速率傳輸，就應(yīng)當(dāng)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(shí)頻資源，盡可能避免外界因素對(duì)其造成的干擾。

無論是從以語(yǔ)音通訊、中高速數(shù)據(jù)傳輸為主的4G網(wǎng)絡(luò)，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(duì)面的溝通交流，到設(shè)備與設(shè)備之間的設(shè)備傳輸，這一系列的發(fā)展，對(duì)于我們來說都是前所未有的機(jī)遇，但同時(shí)也為我們帶來了嶄新的挑戰(zhàn)。在我國(guó)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(shí)間內(nèi)，通過國(guó)內(nèi)各大高校、科研部門、生產(chǎn)廠家、運(yùn)營(yíng)商與測(cè)試廠家的共同努力，5G的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)的研發(fā)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。

5 結(jié)束語(yǔ)

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(jìn)行測(cè)試研究時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)高校、研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備廠商以及運(yùn)營(yíng)商之間的交流協(xié)作，從而有效促進(jìn)5G技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展進(jìn)步，最大程度上發(fā)揮5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性作用。