希望在5G上实现引领全球移动通信技术发展的中国通信企业也是蛮拼的。4月25日,大唐电信发布了“5G综合验证平台及256大规模天线”,并展示了三个5G关键技术——256大规模天线(MassiveMIMO)技术、非正交多址接入(PDMA)和车联网技术中,其中最受瞩目的256大规模天线是业界首次发布的最大规模的天线阵列。大唐电信的技术专家告诉记者,256天线阵列只是一个开始,要达到工程上可以实现、产业链可以支撑的水平,还有相当多的难点需要克服。
大唐在大规模天线上突破
MassiveMIMO(大规模天线)是业界公认的5G关键技术,靠着这个技术,5G的传输速率可以比4G有明显提高。
据大唐电信科技产业集团副总裁、新闻发言人陈山枝介绍,大唐本次发布的业界规模最大的256天线阵列,已实现了20流数据的并行传输,速率超过4Gbps,在这个传输速率下,一部高清电影的传输将低于10秒。256天线阵列的算法还在不断地优化,在未来3个月内可升级到32流,达到6Gbps的传输速率。相比于4G技术能够实现5~10倍频谱效率提升。
自各厂商启动5G研发以来,在试验床环境下,5G的传输速率不断飙高,峰值速率达到20Gbps甚至更高的测试数据屦见报道。大唐移动副总工程师蔡月民告诉《中国电子报》记者,目前绝大多数5G高速传输是基于毫米波实现的,在几百MHz的频宽上实现点对点通信;而大唐的256天线阵列采用的是3.5GHz频段,用了100MHz频宽。“毫米波由于频率太高,带来很多问题,不适合用来做连续组网技术,很可能只是局部应用。”中国信息通信研究院5G专家罗振东在日前举办的“5G技术与测试研讨会”上告诉记者。“而256天线阵列可以在5G中用来实现连续覆盖,这是与之前那些测试不同的地方。”蔡月民说。
在展示当天,大唐电信在学院路建立了一个由256天线阵列覆盖的大约0.5平方公里的5G网络环境,据大唐电信集团战略发展部总经理段辰辉介绍,在5G网络中设有10台5G原理性终端,这些终端分别放在大楼的不同楼层,体现出来的是5G的立体覆盖。
谈到大唐做256天线阵列时的技术挑战,陈山枝表示,目前TD-LTE的天线做到了8个,从8天线到256天线,要解决信道技术、天线之间的协同、射频器件小型化以及由于天线量剧增使基带算法复杂程度以平方数增长的难题。“大唐在波束赋形技术领域具备深厚的技术积累和领先优势。在3GTD-SCDMA系统中,大唐率先突破性地使用智能天线波束赋形技术;在4GTD-LTE中创新性地发明多天线多流波束赋形技术,使得3G、4G系统性能得到大幅度提升。”陈山枝说,“我们有很多Know-how,所以在5G阶段,大唐有能力开发更大规模的天线波束赋形技术,能够使5G数据传输速率和网络容量提升至一个新的数量级。”
5G引领TDD智能天线是依托
移动通信发展到4G,数据业务正在代替通话业务成为消费主流,甚至通话也在逐渐以VoLTE(基于4G数据传输网络的通话技术)的方式变成数据流量在网络中传送。近些年,与业务变化相适应的无线网络的变化,主题就是要支撑消费者急速增长的流量。
业务的变迁在推动承载技术的变迁。数据业务一个最大的变化是从移动通信基站到用户的流量(下行流量)越来越大,这表现在业务上就是消费者用手机浏览网页、看视频、看微信越来越多,而用户到基站的流量(上行流量)并没有相应增加很多,这表现在业务上就是消费者打电话、在微信上上传图片视频的应用增加量没有很大。
在GSM、WCDMA、LTEFDD等以FDD模式建设的移动通信网络中,网络的设计是下行和上行的流量是对称的;在TD-SCDMA、TD-LTE网络等以TDD模式建设的移动通信网络中,网络的设计是下行和上行的流量是不对称的,可以灵活调配,同时带来一个好处是频率选择更灵活。
在频率越来越稀缺的今天,TDD所蕴含的技术优势不言而喻,TDD模式更符合未来5G流量业务巨增的需求,这在业界已经形成共识,许多运营商的5G测试也是采用TDD模式开展。在TDD模式上一个关键的技术就是智能天线,256天线阵列的推出是将TDD模式的能力推向了一个全新的高度。
产业链支撑尚有诸多难点
对于5G的商用时间,我国初定2020年,但业界认为试商用会早于这个时间,按最快的进展,256天线的产业链整体支撑要在2018要完成布局。
蔡月民告诉记者,从现在的256天线阵列到实现工程可实现、产业链可支撑,还有许多难点。这些难点总结起来大约有六个:
一是如何在工程实现上保证256天线的一致性;二是需要与工业界协同进一步使射频器件小型化;三是关键器件水平要提高,如滤波器、收发信机;四是256天线阵列与基带之间的光传输接口要设计支持更高速率的;五是基带算法的进一步优化;六是测试仪表和测试方案还跟不上需求。
“尽管有这些难点,但从现在到2018年试商用,我们还是有时间去克服这些难点,把适合商用的产品做出来。”蔡月民说。(本报记者刘晶)
转自:中国电子报
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