2017年6月12日，由IMT-2020（5G）推進(jìn)組主辦的2017年IMT-2020(5G)峰會(huì)在北京開(kāi)幕。為期兩天的大會(huì)以“5G標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)”為主題，邀請(qǐng)工信部領(lǐng)導(dǎo)以及數(shù)十家國(guó)內(nèi)外主流移動(dòng)通信和相關(guān)應(yīng)用單位專(zhuān)家500多人參加會(huì)議討論，并面向業(yè)界發(fā)布《5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)測(cè)試規(guī)范》。

會(huì)上，羅德施瓦茨公司全球技術(shù)經(jīng)理Reiner Stuhlfauth發(fā)表了題為《未來(lái)終端新架構(gòu)的測(cè)試》的主題演講。

以下是演講實(shí)錄：

大家下午好，非常榮幸能夠在這里跟大家講幾句話，關(guān)于我們未來(lái)智能手機(jī)的發(fā)展等。首先我要抱歉，我自己還沒(méi)有帶來(lái)5G智能手機(jī)，很多人也問(wèn)我，5G智能手機(jī)的時(shí)間表是什么樣的，我只能遺憾的告訴大家，現(xiàn)在還沒(méi)有5G的智能手機(jī)，但是和大家分享一下我們覺(jué)得它會(huì)是什么樣子，而且在這方面我們面臨什么樣的挑戰(zhàn)。

我是一個(gè)工程師，我更傾向于把挑戰(zhàn)叫做機(jī)會(huì)，所以我想探討一下未來(lái)有哪些機(jī)會(huì)，特別是在智能手機(jī)這方面。

談到未來(lái)，其實(shí)有些趨勢(shì)今天已經(jīng)顯現(xiàn)了，首先終端上集成的部件越來(lái)越多，所以?xún)?nèi)存、蜂窩、相機(jī)、LTE等等，他們都要耗能，因此能耗是一個(gè)很大的問(wèn)題。今天我們能看到很多輸出能源的部分其實(shí)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，他們變得越來(lái)越弱，而尺寸方面我們又希望他們變得越來(lái)越小，所以我們要測(cè)試，我們的戰(zhàn)略就是為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們能期待什么呢。首先我們看到供電的問(wèn)題，可能會(huì)有向用戶(hù)的一個(gè)水平漂移，從另一端我們有一個(gè)信號(hào)表現(xiàn)，我們還需要負(fù)載響應(yīng)以及一些重疊的功能，這是我們面臨的現(xiàn)實(shí)。從測(cè)試儀表的方面來(lái)看，我們有一些戰(zhàn)略，可能會(huì)有一些觸發(fā)因素來(lái)觸發(fā)相關(guān)的功能。導(dǎo)電軌探測(cè)，我們來(lái)探測(cè)信號(hào)的輸入，這是在很低的一個(gè)層面上，大家可以看到它上面的噪音情況是什么樣的，這個(gè)測(cè)試儀表會(huì)測(cè)試一些頻段，在這些頻段上低噪音、高噪音的情況下進(jìn)行測(cè)試。我們會(huì)有多個(gè)組件在同時(shí)被激活，一個(gè)挑戰(zhàn)就是我們要測(cè)試一下他們之間的相關(guān)性。以LTE連接為例，首先我們要測(cè)一下電流的耗電性，另外我們還要測(cè)試一下它的功率放大器。我們需要的是一個(gè)多信道的分析以及和時(shí)間相關(guān)的一些數(shù)據(jù)，這樣我們才知道在無(wú)線鏈路上發(fā)生的事。而且我們還可以探討一下信號(hào)觸發(fā)方面的問(wèn)題，會(huì)有一個(gè)呼叫中心，在這會(huì)觸發(fā)一些事件，這些和能耗的測(cè)試都會(huì)聯(lián)系起來(lái)，這是比較有挑戰(zhàn)性的一個(gè)地方。信令和能耗，我們要放在一起來(lái)考慮。

我是一個(gè)工程師，二十年、三十年我們一直在做什么，我們會(huì)看到像這張圖上所說(shuō)的那樣，我們看到一些，這都是我們今天測(cè)試的效果，做這些事已經(jīng)做了很多時(shí)間了，要以一種非常完美或者非常簡(jiǎn)化的形式來(lái)做是不行的，沒(méi)有一條簡(jiǎn)化的途徑。我們只能在現(xiàn)實(shí)允許的范圍內(nèi)來(lái)減少成本，來(lái)考慮它的容錯(cuò)值，來(lái)考慮到它推到市場(chǎng)上的時(shí)間，以一種比較實(shí)際的方式來(lái)同時(shí)解決這些挑戰(zhàn)。另外在5G時(shí)代將會(huì)有越來(lái)越多的功率放大器、過(guò)濾器、天線等越來(lái)越多的構(gòu)建，集成到我們的硬件架構(gòu)當(dāng)中，線性的安排就會(huì)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。從測(cè)試的角度來(lái)看，我們的發(fā)射機(jī)也就是輸入，功率擴(kuò)大器和接收器，像頻譜分析儀等，輸入和輸出，他們之間要進(jìn)行相互對(duì)話。然后有一個(gè)集中的控制器，這個(gè)集中的控制器可以使我們進(jìn)行一些戰(zhàn)略的安排。比如說(shuō)有一些信號(hào)的變形怎么處理，如何進(jìn)行測(cè)試等，要找到最好的一種方式。另外一個(gè)是在5G當(dāng)中。今天我們聽(tīng)到了很多Massive MIMO的應(yīng)用，毫米波的挑戰(zhàn)，我也想提醒一下大家，今天如何把LTE、3G、4G、2G連接到我們正在測(cè)試的移動(dòng)終端當(dāng)中，如何模擬未來(lái)的場(chǎng)景。從3GPP的做法來(lái)看，我們要有一個(gè)端口，這個(gè)測(cè)試當(dāng)中我們會(huì)出去一些樣本的結(jié)果，然后來(lái)執(zhí)行這個(gè)測(cè)試。在第二天我們?cè)谕瑯拥臈l件下來(lái)進(jìn)行同樣的測(cè)試，看看是不是拿到的結(jié)果和前一天的結(jié)果是一樣的，這是我們所謂的測(cè)試管理，特別是針對(duì)天線。未來(lái)是什么情況，我在這還是給大家舉了一個(gè)例子，我們和一些伙伴進(jìn)行了合作，今天聽(tīng)到了很多這樣的例子，我們看到毫米波它的路徑損耗是比較大的，28GHz，改變頻率，我們會(huì)有30個(gè)db的路徑損耗，30個(gè)db額外的路徑損耗是必須要補(bǔ)償?shù)?mdash;—可能我不是唯一一個(gè)這么說(shuō)的——我們回到基站那在基站做一些改進(jìn)，做一些Massive MIMO波束成形等。很多人也說(shuō)移動(dòng)終端集成了一些天線的特性，進(jìn)行一些波束成型，在手機(jī)這側(cè)來(lái)做。在做這么的時(shí)候會(huì)遇到哪些挑戰(zhàn)？一個(gè)測(cè)試是我們要把有線拿出來(lái)，我們不僅是把線纜拿掉，整個(gè)共識(shí)要發(fā)生變化，整個(gè)表格要發(fā)生變化。而你要改變這種做法會(huì)面臨很多的不穩(wěn)定性，比如說(shuō)天線成本的問(wèn)題，這是天線測(cè)試很大的一個(gè)挑戰(zhàn)和問(wèn)題，還遠(yuǎn)沒(méi)有解決，還有很多其他方面都必須得到澄清。再舉一個(gè)例子，新的影響，在過(guò)去我們只是來(lái)測(cè)，比如說(shuō)功率，我們只是測(cè)功率和時(shí)間的關(guān)系就可以了。過(guò)去我們還做一些頻譜和功率之間的關(guān)系，以及功率和編碼之間的關(guān)系，而在新的波速成型的情況下，我們會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的域，會(huì)有功率和空間域和DoD之間的一個(gè)關(guān)系。所以?xún)H僅是前三項(xiàng)在2G、3G時(shí)代的測(cè)試已經(jīng)不夠了，首先在實(shí)驗(yàn)室中我們做了一些概念驗(yàn)證，我們從現(xiàn)在LTE移動(dòng)終端的做法測(cè)試來(lái)看起，綠色的顏色是我們現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)行的測(cè)試。我們?cè)俎D(zhuǎn)到移動(dòng)六個(gè)不同的位置，測(cè)了兩個(gè)，這兩種其他的顏色ACLR，然后頻譜測(cè)試。我們發(fā)現(xiàn)一些特殊的情況，綠色和紅色、藍(lán)色重疊了。在這種情況下就可以得出一個(gè)結(jié)論，這個(gè)移動(dòng)是這樣的或者是那樣的，它的規(guī)范是這樣的或者那樣的，如果你通過(guò)傳導(dǎo)的方式來(lái)做，可能結(jié)果是一樣的。交叉對(duì)話已經(jīng)改變了現(xiàn)在的行為，OTA的方式和傳導(dǎo)的方式已經(jīng)不一樣了，我們必須了解這一點(diǎn)，并且知道它會(huì)產(chǎn)生的影響，從而形成新的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。我們要和標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)緊密合作，來(lái)找到一些測(cè)試的解決方法。這個(gè)問(wèn)題怎么測(cè)試，只有解決了測(cè)試的問(wèn)題，才能制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

規(guī)范還有很多懸而未決的問(wèn)題。波束成型有什么挑戰(zhàn)？首先沒(méi)有校準(zhǔn)，把波束放在一個(gè)方向，然后在最低層面上放到另一個(gè)可能有用戶(hù)的方向，如果波束成型的天線沒(méi)有進(jìn)行正確的校準(zhǔn)，在這種情況下你就會(huì)看到信號(hào)消失了，電力的浪費(fèi)，也會(huì)給其他用戶(hù)造成一些干擾。當(dāng)然在Massive MIMO情況下，我們經(jīng)常說(shuō)把天線放的相互之間離得越近越好，一說(shuō)就是幾十個(gè)天線、一百多個(gè)天線。但是天線是什么，它是一個(gè)終端的頭，它還可能會(huì)吸收和釋放，也就是說(shuō)兩個(gè)天線離得過(guò)近的話，A天線可能會(huì)吸收B天線的能量，它就會(huì)減少B天線的傳輸距離。另外一方面，我們面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)是，會(huì)有很多的天線浪費(fèi)在很多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，會(huì)有一個(gè)學(xué)術(shù)的距離。我們看到這些手機(jī)的外形、外觀，可能很多時(shí)候天線已經(jīng)不是對(duì)稱(chēng)的安排了，因此波束也不總是連貫的。我們對(duì)這個(gè)復(fù)雜性了解得很多，需要線性化等等。我們面對(duì)什么樣的挑戰(zhàn)，怎么樣應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。比如我們看到的一個(gè)影響就是一個(gè)相互耦合問(wèn)題，還一個(gè)學(xué)術(shù)的方法，你可以看到綠色的和紅色的線，如果這個(gè)天線的距離從紅的就是一個(gè)統(tǒng)一的天線，以線性的陣列。一個(gè)天線有兩個(gè)鄰居，一個(gè)左邊一個(gè)右邊，如果把它像今天一樣布置天線，一個(gè)天線可能會(huì)有17個(gè)相鄰的天線。我們有兩個(gè)極化，比如垂直的極化，還有水平上的，再乘以2，就有17個(gè)。我們實(shí)際上可以看到要有一個(gè)多路徑的檢測(cè)的方案，我們要對(duì)很多不同的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，這是我們面臨的其中一個(gè)挑戰(zhàn)。另外一個(gè)我們談到的，我們把測(cè)試天線放在哪，距離到底怎么樣，可以看到我們包括一個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)，到底有什么區(qū)別。如果是遠(yuǎn)場(chǎng)，我們采取一個(gè)測(cè)試的樣本，我們就可以立刻獲取結(jié)果。如果在近場(chǎng)我們有一個(gè)測(cè)試，那么要看他的項(xiàng)目以及看他的數(shù)量。我們要做一些后處理，做一些變形，這樣的測(cè)試就會(huì)更復(fù)雜，而且還要做一些后期的處理?？梢钥吹浇鼒?chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的界限在哪，有一個(gè)共識(shí)大家可以看到，0.62第三次方等等，我們可以看到這是它的計(jì)算。這是更適合的，比如說(shuō)這個(gè)基站，30GHz的，比如說(shuō)50米、十幾米，大概和這個(gè)會(huì)場(chǎng)差不多的尺寸，聽(tīng)起來(lái)可能是比較貴的，所以我們要進(jìn)行近場(chǎng)的測(cè)試，進(jìn)行后期的處理。在基站我們知道我的天線的范疇在現(xiàn)實(shí)情況中，它有64個(gè)天線，并不是所有的天線都是同時(shí)在發(fā)射，那我們想了解的是有效距離。比如說(shuō)在這個(gè)上面智能手機(jī)，這是他的天線的尺寸還是你手機(jī)的尺寸，是你筆記本的大小還是他的一個(gè)天線的大小。我們會(huì)有一個(gè)50%的寬度，這塊有一個(gè)一個(gè)公式大家可以看到，遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)的距離怎么來(lái)計(jì)算。另外一個(gè)我們可以采取的是，在我們進(jìn)行功率的測(cè)量，我們看到E和H場(chǎng)，我們從理論的角度可以看到E和H有不同的方向，可以切換，就這是近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的界限。我們有一個(gè)功率的傳感器，我們離天線越來(lái)越近，可以看到它的波形會(huì)變化，這樣我們就可以對(duì)近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的條件進(jìn)行評(píng)估。我們有很多方法來(lái)解決波束成型的問(wèn)題，我們要進(jìn)行波速的驗(yàn)證，我們這個(gè)波速設(shè)置好以后我們就進(jìn)行一個(gè)驗(yàn)證，可以看到3GPP有一個(gè)5點(diǎn)的提案，主要針對(duì)波速成型驗(yàn)證的，每一個(gè)點(diǎn)可以知道它的功率的值，我們當(dāng)然也需要一個(gè)功率中心。我們還有毫米波，它不會(huì)有比較高的路徑的損耗。我們實(shí)際上可以對(duì)這個(gè)功率的傳感直接進(jìn)行測(cè)試，我們談到了原場(chǎng)和近場(chǎng)的距離取決于設(shè)備終端本身。最后我可以給大家指出，我們看到公放，公放實(shí)際上對(duì)溫度是非常敏感的，所以大家可以考慮一個(gè)方式，怎么樣能夠加熱或者降溫，滿(mǎn)足維護(hù)的條件，給大家分享一下我們5G方面面臨的一些挑戰(zhàn)。

我們覺(jué)得合作對(duì)于5G來(lái)說(shuō)是非常重要的，我們也希望會(huì)后能夠繼續(xù)保持聯(lián)系，如果大家想要了解更多的5G方面的挑戰(zhàn)，星期三我也會(huì)給大家介紹一些相關(guān)的內(nèi)容，如果大家有問(wèn)題我也非常樂(lè)于回答，謝謝大家的聆聽(tīng)！