电子发烧友App
本站原创，作者：章鹰，电子发烧友执行副主编。
5G通信是2018年科技界最受关注的领域之一，从小米宣布2019年3月发布5G手机，到华为计划在2019年6月5G手机上市和中兴计划2019年9月5G手机上市，中国5G手机计划可以是继三星之后，最庞大最全面的阵容将要亮相。同时，中国三大运营商也在紧锣密鼓地推动5G商用网络的建设。三大运营商计划到2020年前的3年内在5G投资4000亿美元。中国可以说除美国之外，已经占据了5G发展的主动权。
5G技术与WiFi6技术有何实力对决？5G基站的高密度特性如何影响站点选择和承载体？5G如何助力工业物联网需求？5G终端设备的测试难题如何化解？带着这些热点问题，12月4日下午2点，由电子发烧友主办的2018第五届物联网大会之5G通信分论坛在南山区科兴科学院会议中心召开，来自中国信息通信研究院所长敖立、紫光展锐市场经理闫阳天、Qorvo 亚太高级营销经理Jeff Lin、Litepoint 5G产品经理温中义、广东电信规划设计公司项目部经理李伟强、世强先进销售经理吴玉坤六位大咖，就热点话题进行了精彩的观点碰撞，现场200多位工程师对演讲报以热烈的掌声。
5G与WiFi6无线网络相互配合，消费者可获得最佳体验
图：Qorvo 亚太高级营销经理Jeff Lin
Qorvo 亚太高级营销经理Jeff Lin表示，5G通信相对于4G，不仅仅是数字的变化，更代表一个全新时代的开启。新科技受到瞩目的原因是：长距离、高速率、大容量和大数据。5G和802.11ax （WiFi6）最大的区别，在于成本和收费。5G的频段，运营商必须竞标从政府手中购买，民众需要付费来使用5G的服务，而WiFi6是免费的，2.5G 到4G都是免费的，所以手机使用者在室内传输视频或者信息都采用WiFi。
Jeff Lin认为，如果能把5G和WiFi6两种技术进行融合，消费者将会在室外和室内的移动区间获得最佳的上网感受。作为蜂窝网络的室内覆盖的补充，WiFi也承载大量的数据流量卸载。家居中消费者的移动装置成倍增长，手机、笔记本、路由器、电视等8个装置都要上网，到2020年可能有20个装置要上网，WiFi6解决的痛点问题是多个装置在家庭连网，如何能更有效率，价格还没有太大增加。802.11ax，也称为高效率（HE）无线，通过定义WLAN MAC和PHY增强，在密集用户环境中将每个用户的平均吞吐量提高至少4倍。使得WiFi网络具备更加宽松的流量以满足多个用户的需求，同时能带来更远的传输距离和更高的传输速率。
802.11ax标准的目标是提供802.11ac在5GHz频段上四倍的吞吐量。这在很大程度上归因于使用正交频分多址（OFDMA）技术，OFDMA允许多个设备同时通信，这显着提高了无线网络的效率和容量。802.11ax还新增了用于增加信道容量的多用户MIMO（MU-MIMO）技术，可以大大提高功率效率，以及空间重用。芯片大厂商高通、博通、Marvell、英特尔都推出了基于WiFi6标准的芯片，Qorvo配合这些大厂推出自身的射频产品，在WiFi6领域处于领先地位，提供从射频前端到模块，到芯片、到软件、到系统的全面解决方案。
5G网络三大特性助力工业物联网的场景应用
图：中国信息通信研究院所长敖立
中国信息通信研究院所长敖立指出，5G将成为引领数字化转型的通用目的技术。敖立表示，第五代移动通信技术（5G）将以全新的网络架构，提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力，开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代，成为经济社会数字化转型的关键使能器。
敖立指出，5G在核心网技术上是革命性的，从电路运营，到分组运用，再到IP化、IT化，5G网络使用许多IT技术。5G切片技术是在网络公司的数据中心使用的，核心网面向服务，架构是革命性的。
他介绍说，全球5G频率规划和许可工作进展迅速。中国以3.5GHz频谱为主要的5G频段划分，主要完成5G系统中频段使用规划，3.5GHz将是主流频段，北美在5G上是毫米波频段。
敖立认为，北美5G毫米波频段研发的问题是立足于数据传输，网络部署中基站密度高，还有毫米波频谱衰减快。他预测，中国将5G毫米波频段很可能用于工业物联网的室内覆盖。
“中国信通院正在推进5G技术研发实验工作，我们和三大运营商、6家系统制造商、4家制造商和若干仪表支撑机构，覆盖5G产业链上各个环节。”敖立说。5G推进步骤：1、推进产品研发试验和技术研发试验，2018年底为分界点，第一阶段在实验室和外场试验阶段，第二阶段，2019年运营商做现网研发试验工作。第一阶段非独立组网的试验已经完成，第二阶段是独立组网的试验，组网从室内到室外，进行相关的研发测试。无论峰值速率、连接数量和时延数，都能够大幅度超过预定指标需求，从技术标准看，技术实现是能够满足最初-提出的需求。
工业物联网工业体系和互联网体系融合的产物。敖立认为，我国各地企业的工业水平层次不齐，工业变革必须从单点的信息技术应用向全面数字化、网络化和智能化转变。5G成为工业互联网业务的重要技术支撑。URLLC+（MBB+URLLC）+mMTC：支持工厂内工业控制、信息采集、先进人机交互的应用需求；5G网络切片：支持多业务场景、多服务质量、多用户及多行业的隔离和保护；5G边缘计算，支持及提升制造工厂内边缘智能化；高频+多天线，支持制造工厂内的精准定位和高带宽。
敖立表示，工业企业关注三大问题：提高产品质量，提高生产效率，做商业模式的变革。传统制造业通过ICT赋能，打通数据通信链，实现商业模式的创新。从大数据，到AI算法，到平台，都是服务这个目标。
工业物联网要解决中国制造业低端化问题，实现工业的升级。同时，工业互联网已成为3GPP R16阶段工作重点，5G关键技术可以赋能工业互联网。一、5G高可靠性，控制信道支持更高聚合等级，提升控制信道可靠性。二、5G低时延技术，在以太网里做了关键改造，保证端到端的时延。三、5G网络切片，面向不同的工业应用场景，能够保证在不同业务运营场景中达到相应的指标。四、5G边缘计算加速工业IT及OT网络融合，通过边缘数据处理、跟踪及聚合能力的增强，提升工业互联网业务的高可靠、低时延等性能指标，提供更好的安全和用户隐私，优化资源共享和用户体验。
紫光展锐全力推进5G和物联网发展
图：紫光展锐市场经理闫阳天
紫光展锐市场经理闫阳天认为，4G改变生活，5G改变生态。5G可以从8个维度来看其特征，两个速率，峰值速率和用户体验数据，两个效率，频谱效率和移动性。两个密度，流量密度和通信能力。两个特征包括网络特征和延迟时间。5G性能指标相对于LTE-A，频谱效率提升2-3倍，容量密度提升100倍，能效提升100倍。
未来10年，5G开启未来应用的关键技术，据统计，全球移动终端2010年53亿，2020年将达到120亿，2030年会达到175亿。仅在中国，移动手机月均流量达到38兆，2020年会有130倍增长。2030年，5G在全球将赋能12.3万亿美元的经济产出。2035年将给全球带来2200万工作机会。5G在2020-2035年对世界GDP贡献与一个印度GDP相当。
5G三大应用场景：eMBB增强移动宽带，定位以人为中心的应用场景，如AR、VR和360视频；第二，mMTC，大连接，主要应用于智慧家庭、智慧城市、智慧农业和环境检测，现在兴起的机器学习，需要大量数据的收集和分析，多种传感器收集的数据必须通过5G上传和下传。第三、高可靠、低时延，时延小于1毫秒，高可靠需要 ，主要应用自动驾驶、工业控制，远程操作指导。
闫阳天分析说，5G通信需要在终端测芯片的支撑。紫光展锐作为全球领先的泛芯片企业，早在2014年就布局5G的研发工作。在5G预演方面投入大量资源，配合运营商、模组厂商和工信部，做了大量测试工作。配合运营商、模组厂商、手机厂商，我们做了大量工作，2019年单芯片支持4G和5G的全网通芯片，5G方面，展锐布局和运营局一直，2019年预商用， 2020年5G规模商用，2021年5G大规模商用。
作为全球前三的手机基带芯片设计公司、中国最大的泛芯片供应商，紫光展锐在物联网领域推出春藤产品线系列，今年9月3日，中国联通NB-IoT通信模块300万项目采购中，紫光展锐芯片中标55%市场份额，其NB-IoT单模单芯片解决方案RDA8908，采用40nm技术，具有超低功耗、超大容量、超强覆盖等特点。紫光展锐致力于自主研发，2019年紫光展锐将实现5G芯片的商用，在2019年年底将推出8核5G芯片手机。
Litepoint展示业界首款全集成式 5G 毫米波测解决方案，
解决5G通信终端量产测量难题
图：LitePoint产品经理温中义
LitePoint产品经理温中义分享5G推进过程，指出2019中下旬大家可以看到毫米波的智能手机，2020年东京奥运会是厂商展示5G最好的舞台。5G手机比较4G手机会有两大变化。第一、中国5G手机会接到sub-6 GHz频段，手机天线可能会变到4*4阵列，中国移动5G手机的入网要求，最少要有4根天线。第二、5G手机采用毫米波模块方案势在必行。
温中义指出，针对毫米波模块，最大的变化是毫米波天线和收发器整合在一个晶片里，对产品测试带来很大挑战。高频传输、射频器件和天线集成在一个晶片里面，可以达到最好效果，在这么小的晶片空间达到高频和高速传输。5G手机上面至少会用到2个毫米波模组，做信号收发的动作。
移动通信和WLAN正向5G和802.11ax/ay演进，以便满足人们日益增长的海量数据传输需求。5G中新增毫米波频段，除了能够提供大带宽增加信道容量外，设备体积也可以做得很小，并且可以使用大规模天线阵列—massive MIMO技术。当下绝大多数5G Massive MIMO都提供了最少64个天线振子，且不再提供测试接口，因此无法采用线连的方法测试，而必须通过空口（OTA）测试。
温中义指出，LitePoint推出Qgig-5G，是业界首款全集成式 5G 毫米波测解决方案，IQgig-5G 系统涵盖了通用的 28 GHz 和 39 GHz 5G 毫米波段，提供多个射频端口，可轻松测量水平和垂直极化信号。此测试系统将信号生成和分析功能集成到一个尺寸为 4U 且易于编程的机箱内。出厂时，针对每个射频端口执行了实验室级的射频性能校准。凭借这种集成水平，只需几分钟的设置时间便可实现精确测量，从而节省数小时的工程设计时间。IQgig-5G 目前支持 pre-5G 调制标准，并且可以升级以支持未来正式发布的 3GPP NR 标准。
5G基站与智慧灯杆结合的六大挑战
图：广东电信规划设计公司项目部经理李伟强
广东电信规划设计公司项目部经理李伟强表示，中国在2G时代使用的主要频段是900兆频段，到了3G是1.8G频段，4G主要是2.6G频段，5G主要是在3.5G频段或在4.8G频段，2G时代中国基站规模在50万左右，站点都是高塔型，4G时代全国接近120万基站站点，是小站、微站。
5G频谱在向中高频进展，基站站点数量较4G有数量级增长，站点选址是非常大的痛点。从小基站角度来看，由于5G频段高，传输损耗大，需要引入小基站解决解决室内覆盖的问题，预计在5G时代市场将会有数千万量级的小基站。李伟强指出，5G部署的最大特点是基站距离更近，路灯无疑将成为基站部署的一个非常好的选择。
在部署当中，有六大问题需要深入思考。李伟强分析说：第一、灯杆的美观性。5G天线比4G小，但重量更大，面积大，对于后续的路灯挂载，灯杆的美观性有大挑战。深圳市举办过智慧杆设计比赛，这是非常有意义的。第二、便利性，功能设计，平衡功能和安全性。第三、经济性，由于单个小基站目前覆盖范围不足200米，所以需要进行密集部署才可能全面覆盖盲点，而路灯分布均匀，间距不足百米，可以帮助小基站形成密集覆盖，解决之道是模块化和系列化。第四、杆体结构。智慧杆可集成多系统。但不同位置、不同区域所安装的系统不统一；各系统安装时间也有先后。出厂时统一满配开和孔布线会造成浪费；不开孔布线造成施工困难；后安装系统的施工可能对已安装系统造成损坏。解决之道是杆体按功能模块设计开孔，开孔处须做好防潮、防尘、防昆虫进入等保护措施。第五、管线网络，与传统的路灯照明系统只有电力线不同，智慧杆系统既有电力线，同时还有通信线缆。如电力线与通信线缆的安装处理不恰当，极易造成系统间的干扰，甚至导致安全事故的发生。第六是建设和运维是多系统、多部门、多行业，运维需求不同，建议最好采取铁塔公司模式，组建综合建设运维体系。
5G多端口天线和滤波器的产线测试方案亮相
图：世强先进销售经理吴玉坤
世强先进销售经理吴玉坤表示，5G时代无源器件测试有五大新挑战：
1、2019年5G将快速部署，4G和5G将长期共存；
2、3G/4G时代，金属腔体滤波器是基站主流选择，5G时代陶瓷介质滤波器将成为5G中低频段的主流选择；
3、5G时代，Massive MIMO 技术将重构天线，大规模阵列天线将成为主流，单面天线里集成 64 /128 个甚至更多的天线振子，并需引入阵列天线的波束赋形；
4、天线通道数增多，振子数同时增加，滤波器用量也随之大量增加；
5、5G终端产品上体表滤波器BAW将得到大量应用。
世强基于Keysight仪表给出了相应的测试解决方案，多端口器件射频性能测试：Keysight经济型矢量网络分析仪+多端口开关矩阵，功率测试，世强提供功率容量测试，提供Keysight 经济型射频微波信号源+功率放大器，介电常数测试，世强提供Keysight 经济型矢量网络分析仪+介电常数测试夹具及软件；阵列天线波束赋形，世强提供PXI 模块化射频VSA/VSG分析仪+小型暗箱。吴玉坤分析说，E5063A是 低成本射频矢量网络分析仪，关注性价比，更符合中国本地客户对于5G终端射频测试的需求。
工商网监
评论