5G从理想到现实探秘是德科技新视野

在我们刚开始享受4G带来的网络体验时，5G已经逐渐成形。对移动数据的需求迅猛增长、联网设备的爆炸性增长、无线应用的多样化以及用户对网络的无限期待这4个因素都在驱动5G的演进。对于用户而言，5G意味着超快的速度、在人群密集区域提供很好的无线服务、最好的体验、超实时和稳定的通信、无处不在的通信以及集中和无缝的网络。用数量来说明5G的优势可能更加直观：100倍的速率、1 000倍的容量、100倍的密度、1 ms的延时、99.999%的稳定性、100倍能源效率。

本文引用地址：作为测试测量领域的老大，在2G、2.5G、3G、4G上，是德科技(Keysight)都给予通信产业链的相关企业很多帮助，致力于在电子测试测量解决方案等领域不断创新。到了5G的“创始年代”，是德科技当然也不遗余力地攻克进行相关技术难关，加快5G开发与测试速度。在日前举办的2015电子设计创新会议(EDI CON)上，是德科技中国区市场总监Liz Ruetsch就是德科技对于5G的一些看法以及是德科技的最新解决方案与记者进行了深入交流。

为什么现在关注5G

Ruetsch女士首先从移动数据说起：“中国移动最新发布的数据显示，其数据量增长超过了100%，但是65%的数据量是来自于OTT，如微信，但中国移动不能从中获利。无论是从市场的驱动力，还是从用户的期望以及技术方面的挑战，其实都必须建立在一个合适的商业模式上。所以我们说钱是真正驱动5G的基础，即商业模式。从整个数据增长的概况来看，亚洲占整个数据增长相当大的一部分，并且视频约占数据增长中2/3的比例，现在我们的视频分辨率(特别是手机上)还比较低，如果到4K或者1080P这样高清晰度的视频，对流量需求就更大了。如此巨大的数据量，目前的4G是应付不了的。第二个驱动力就是联网设备的增长以及其背后的物联网。智能终端其实驱动着整个联网设备的数据流量，其中一个很大来源是可穿戴设备，预计2012到2018年，可穿戴设备的复合年增长率高达52%。第三个因素是无线应用的多样化，以中国的微信为例，在短短几年的时间里，其用户已达4亿。最后一个因素就是用户对网络的期待，现在移动通信运营商的流量包定价体制其实制约了消费者对数据的使用。”

Ruetsch女士强调了能效的相关问题：“商业模式中，能效是个大问题。演进型基站和基站收发台(eNB和BTS)占网络能耗的70%，过去5年无线网络能源使用复合年均增长率超过10%，小蜂窝基站意味着增加更多的eNB以及更多的功耗。以中国移动为例，其2012年的耗电量为140亿千瓦时，一年电费开支高达9.5亿美元，相当于中国台湾全年的耗电量。中国移动的长期规划是，10年后，能耗降为现在的1/10，但基站越来越多，他如何实现这个目标呢?需要从包括技术在内的各方面去考虑和实施。能效问题也是5G需要考量的重要指标。”

5G的技术焦点和创新机会

以上这些因素使得5G呼之欲出，它确实能为移动数据的未来带来无限可能。Ruetsch女士表示：“未来，可能用异构网络的方式(小基站)覆盖人群密集的区域，用毫米波的方式(带宽大)传输到设备，不是与基站通信，而是与车上的热点(Wi-Fi)通信，使得延迟很小。”

5G同时也给创新带来了巨大的机会。因为要实现“100倍的速率、1 000倍的容量、100倍的密度、1 ms的延时、99.999%的稳定性，100倍能源效率”，就需要在新的最高6 GHz PHY/MAC、毫米波(载波和基带)、大规模MIMO、速率远远大于400 Gb/s的光纤、超高速数据总线、C-RAN和新的网络拓扑结构上进行研究。当然，无论你研究什么都需要设计、模拟、仿真、校准、验证。

5G需要聚焦在基础设施的研究上，研究者需要设备能在新频带和更宽带宽上进行工作，他们需要创造和分析新的信号类型，需要灵活、高性能的硬件和软件解决方案。主要包括：(1)无线频谱，频带范围包括6 GHz以下、28 GHz、38~40 GHz、57~64 GHz、70~75 GHz、81~89 GHz，带宽为0.5 GHz~3 GHz;(2)网络架构，包括对容量、覆盖范围和成本的回传和fronthaul的新定义，无线光接口，增强的超密集协作式异构网络(HetNet)和小基站，软件定义网络，速率远大于400 Gb/s的光纤以及超高速数据总线;(3)GFDM、FBMC、UFMC、BFDM、NOMA等新波形的研究，以及全双工和自干扰抵消(SIC);(4)天线技术，包括可控阵列和大规模MIMO;(5)无线电硬件，例如芯片组内部速度的提高、能量管理和软件定义无线电。

5G还需要聚焦在设备的研究上，例如，新的波形、放大器、接入设备、先进的信号处理器、全双工通信、多天线、多波段、多种无线接入技术等。其中，全双工通信指同时同频进行双向通信，是5G系统充分挖掘无线频谱资源的一个重要方向，需要自干扰消除、双极化天线和实时操作。

是德科技5G霸气宣言：啥都有

Ruetsch女士用3个案例展示了是德科技在5G上提供的支持：5G信道测试解决方案(点击观看视频)，LTE-Advanced 8×8 MIMO(频带达1 MHz~6 GHz，带宽高达每通道160 MHz)，64通道接收机(精度很高，通道间精确的时间同步，支持波束赋形)和16通道相干源。此外是德科技提供了全球第一个5G模型库，其能提供5G候选波形技术先进数字信号处理模块;端到端物理层发射和接收仿真模型，包括空间多路复用、空时编码和多探测方法的MIMO 通道信令方案;生成参考波形以验证射频电路设计。

是德科技主要从4个方面提供5G解决方案：EDA工具，其能够实现系统级仿真、RF设计和天线设计;信道建模;大规模MIMO，包括多通道发送/接收信号验证，MIMO/波束赋形测量;新物理层的设计和验证。

? 而这4个方面又是有机结合的。例如，是德科技Massive MIMO微波到毫米波频段解决方案，其支持宽带矢量信号产生最高达67 GHz和宽带矢量信号接收分析最高达50 GHz的测试应用，采用是德科技宽带模块化仪表与微波毫米波台式仪表结合，完美地将毫米波频率范围与超宽带多通道信号产生和分析结合。此外可以结合89600矢量信号分析平台、SystemVue和ADS实现5G Massive MIMO信号产生和分析，研究5G信道建模等。

Ruetsch女士最后十分霸气地总结了是德科技的优势：“硬件+软件+人=是德科技的新视野。竞争对手可能有某方面的技术优势，但是德科技全都有，从射频、数字信号测试能力，到毫米波和多通道测试。此外针对中国市场，是德科技不仅是卖产品，还有着雄厚的研发团队，专门为中国客户研发相关产品，很多5G解决方案就是在中国设计的。”

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