2017年6月12日，由IMT-2020（5G）推進組主辦的2017年IMT-2020(5G)峰會在北京開幕。為期兩天的大會以“5G標準與產(chǎn)業(yè)生態(tài)”為主題，邀請工信部領(lǐng)導以及數(shù)十家國內(nèi)外主流移動通信和相關(guān)應用單位專家500多人參加會議討論，并面向業(yè)界發(fā)布《5G網(wǎng)絡技術(shù)測試規(guī)范》。

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

以下是演講實錄：

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

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

談到未來，其實有些趨勢今天已經(jīng)顯現(xiàn)了，首先終端上集成的部件越來越多，所以內(nèi)存、蜂窩、相機、LTE等等，他們都要耗能，因此能耗是一個很大的問題。今天我們能看到很多輸出能源的部分其實是一個很大的挑戰(zhàn)，他們變得越來越弱，而尺寸方面我們又希望他們變得越來越小，所以我們要測試，我們的戰(zhàn)略就是為了解決這個問題，我們能期待什么呢。首先我們看到供電的問題，可能會有向用戶的一個水平漂移，從另一端我們有一個信號表現(xiàn)，我們還需要負載響應以及一些重疊的功能，這是我們面臨的現(xiàn)實。從測試儀表的方面來看，我們有一些戰(zhàn)略，可能會有一些觸發(fā)因素來觸發(fā)相關(guān)的功能。導電軌探測，我們來探測信號的輸入，這是在很低的一個層面上，大家可以看到它上面的噪音情況是什么樣的，這個測試儀表會測試一些頻段，在這些頻段上低噪音、高噪音的情況下進行測試。我們會有多個組件在同時被激活，一個挑戰(zhàn)就是我們要測試一下他們之間的相關(guān)性。以LTE連接為例，首先我們要測一下電流的耗電性，另外我們還要測試一下它的功率放大器。我們需要的是一個多信道的分析以及和時間相關(guān)的一些數(shù)據(jù)，這樣我們才知道在無線鏈路上發(fā)生的事。而且我們還可以探討一下信號觸發(fā)方面的問題，會有一個呼叫中心，在這會觸發(fā)一些事件，這些和能耗的測試都會聯(lián)系起來，這是比較有挑戰(zhàn)性的一個地方。信令和能耗，我們要放在一起來考慮。

我是一個工程師，二十年、三十年我們一直在做什么，我們會看到像這張圖上所說的那樣，我們看到一些，這都是我們今天測試的效果，做這些事已經(jīng)做了很多時間了，要以一種非常完美或者非常簡化的形式來做是不行的，沒有一條簡化的途徑。我們只能在現(xiàn)實允許的范圍內(nèi)來減少成本，來考慮它的容錯值，來考慮到它推到市場上的時間，以一種比較實際的方式來同時解決這些挑戰(zhàn)。另外在5G時代將會有越來越多的功率放大器、過濾器、天線等越來越多的構(gòu)建，集成到我們的硬件架構(gòu)當中，線性的安排就會是一個很大的挑戰(zhàn)。從測試的角度來看，我們的發(fā)射機也就是輸入，功率擴大器和接收器，像頻譜分析儀等，輸入和輸出，他們之間要進行相互對話。然后有一個集中的控制器，這個集中的控制器可以使我們進行一些戰(zhàn)略的安排。比如說有一些信號的變形怎么處理，如何進行測試等，要找到最好的一種方式。另外一個是在5G當中。今天我們聽到了很多Massive MIMO的應用，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連接到我們正在測試的移動終端當中，如何模擬未來的場景。從3GPP的做法來看，我們要有一個端口，這個測試當中我們會出去一些樣本的結(jié)果，然后來執(zhí)行這個測試。在第二天我們在同樣的條件下來進行同樣的測試，看看是不是拿到的結(jié)果和前一天的結(jié)果是一樣的，這是我們所謂的測試管理，特別是針對天線。未來是什么情況，我在這還是給大家舉了一個例子，我們和一些伙伴進行了合作，今天聽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，我們會有30個db的路徑損耗，30個db額外的路徑損耗是必須要補償?shù)?mdash;—可能我不是唯一一個這么說的——我們回到基站那在基站做一些改進，做一些Massive MIMO波束成形等。很多人也說移動終端集成了一些天線的特性，進行一些波束成型，在手機這側(cè)來做。在做這么的時候會遇到哪些挑戰(zhàn)？一個測試是我們要把有線拿出來，我們不僅是把線纜拿掉，整個共識要發(fā)生變化，整個表格要發(fā)生變化。而你要改變這種做法會面臨很多的不穩(wěn)定性，比如說天線成本的問題，這是天線測試很大的一個挑戰(zhàn)和問題，還遠沒有解決，還有很多其他方面都必須得到澄清。再舉一個例子，新的影響，在過去我們只是來測，比如說功率，我們只是測功率和時間的關(guān)系就可以了。過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，我們會出現(xiàn)一個新的域，會有功率和空間域和DoD之間的一個關(guān)系。所以僅僅是前三項在2G、3G時代的測試已經(jīng)不夠了，首先在實驗室中我們做了一些概念驗證，我們從現(xiàn)在LTE移動終端的做法測試來看起，綠色的顏色是我們現(xiàn)在已經(jīng)進行的測試。我們再轉(zhuǎn)到移動六個不同的位置，測了兩個，這兩種其他的顏色ACLR，然后頻譜測試。我們發(fā)現(xiàn)一些特殊的情況，綠色和紅色、藍色重疊了。在這種情況下就可以得出一個結(jié)論，這個移動是這樣的或者是那樣的，它的規(guī)范是這樣的或者那樣的，如果你通過傳導的方式來做，可能結(jié)果是一樣的。交叉對話已經(jīng)改變了現(xiàn)在的行為，OTA的方式和傳導的方式已經(jīng)不一樣了，我們必須了解這一點，并且知道它會產(chǎn)生的影響，從而形成新的標準和規(guī)范。我們要和標準化機構(gòu)緊密合作，來找到一些測試的解決方法。這個問題怎么測試，只有解決了測試的問題，才能制定相關(guān)的標準和規(guī)范。

規(guī)范還有很多懸而未決的問題。波束成型有什么挑戰(zhàn)？首先沒有校準，把波束放在一個方向，然后在最低層面上放到另一個可能有用戶的方向，如果波束成型的天線沒有進行正確的校準，在這種情況下你就會看到信號消失了，電力的浪費，也會給其他用戶造成一些干擾。當然在Massive MIMO情況下，我們經(jīng)常說把天線放的相互之間離得越近越好，一說就是幾十個天線、一百多個天線。但是天線是什么，它是一個終端的頭，它還可能會吸收和釋放，也就是說兩個天線離得過近的話，A天線可能會吸收B天線的能量，它就會減少B天線的傳輸距離。另外一方面，我們面臨的一個現(xiàn)實是，會有很多的天線浪費在很多大學和研究機構(gòu)，會有一個學術(shù)的距離。我們看到這些手機的外形、外觀，可能很多時候天線已經(jīng)不是對稱的安排了，因此波束也不總是連貫的。我們對這個復雜性了解得很多，需要線性化等等。我們面對什么樣的挑戰(zhàn)，怎么樣應對這些挑戰(zhàn)。比如我們看到的一個影響就是一個相互耦合問題，還一個學術(shù)的方法，你可以看到綠色的和紅色的線，如果這個天線的距離從紅的就是一個統(tǒng)一的天線，以線性的陣列。一個天線有兩個鄰居，一個左邊一個右邊，如果把它像今天一樣布置天線，一個天線可能會有17個相鄰的天線。我們有兩個極化，比如垂直的極化，還有水平上的，再乘以2，就有17個。我們實際上可以看到要有一個多路徑的檢測的方案，我們要對很多不同的參數(shù)進行檢測，這是我們面臨的其中一個挑戰(zhàn)。另外一個我們談到的，我們把測試天線放在哪，距離到底怎么樣，可以看到我們包括一個遠場和近場，到底有什么區(qū)別。如果是遠場，我們采取一個測試的樣本，我們就可以立刻獲取結(jié)果。如果在近場我們有一個測試，那么要看他的項目以及看他的數(shù)量。我們要做一些后處理，做一些變形，這樣的測試就會更復雜，而且還要做一些后期的處理。可以看到近場和遠場的界限在哪，有一個共識大家可以看到，0.62第三次方等等，我們可以看到這是它的計算。這是更適合的，比如說這個基站，30GHz的，比如說50米、十幾米，大概和這個會場差不多的尺寸，聽起來可能是比較貴的，所以我們要進行近場的測試，進行后期的處理。在基站我們知道我的天線的范疇在現(xiàn)實情況中，它有64個天線，并不是所有的天線都是同時在發(fā)射，那我們想了解的是有效距離。比如說在這個上面智能手機，這是他的天線的尺寸還是你手機的尺寸，是你筆記本的大小還是他的一個天線的大小。我們會有一個50%的寬度，這塊有一個一個公式大家可以看到，遠場和近場的距離怎么來計算。另外一個我們可以采取的是，在我們進行功率的測量，我們看到E和H場，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，就這是近場和遠場的界限。我們有一個功率的傳感器，我們離天線越來越近，可以看到它的波形會變化，這樣我們就可以對近場和遠場的條件進行評估。我們有很多方法來解決波束成型的問題，我們要進行波速的驗證，我們這個波速設置好以后我們就進行一個驗證，可以看到3GPP有一個5點的提案，主要針對波速成型驗證的，每一個點可以知道它的功率的值，我們當然也需要一個功率中心。我們還有毫米波，它不會有比較高的路徑的損耗。我們實際上可以對這個功率的傳感直接進行測試，我們談到了原場和近場的距離取決于設備終端本身。最后我可以給大家指出，我們看到公放，公放實際上對溫度是非常敏感的，所以大家可以考慮一個方式，怎么樣能夠加熱或者降溫，滿足維護的條件，給大家分享一下我們5G方面面臨的一些挑戰(zhàn)。

我們覺得合作對于5G來說是非常重要的，我們也希望會后能夠繼續(xù)保持聯(lián)系，如果大家想要了解更多的5G方面的挑戰(zhàn)，星期三我也會給大家介紹一些相關(guān)的內(nèi)容，如果大家有問題我也非常樂于回答，謝謝大家的聆聽！