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终端实验室首创5G多天线吞吐性能评估系统

  5G时代来临,比4G快10倍的高速率是5G最显著的特征,那在用户实际使用中,在各种复杂的场景下,5G到底有多快?不同5G手机速度差别大不大?

  11月15日,在中国移动合作伙伴大会上,中国移动终端实验室发布了业界首创的5G多天线吞吐性能评估系统——“玉衡系统”,并在《中国移动2019年智能硬件质量报告(第二期)》中详细展示了不同芯片和终端的速率性能评估结果。

  5G多天线G单用户数据传输速率平均0.5∼1Gbps,峰值速率超过1.5Gbps,比4G提升10倍以上,频谱效率相较于4G提升5倍以上。那么5G是如何达到超高速度的?这和端到端实现MIMO多天线技术密不可分。多天线技术可以成倍提升单位频谱传输效率。

  但从终端设计和实现来看,天线越多,挑战越大。终端需要尽可能的轻薄便携且续航持久,全面屏设计、大电池需求都大大压缩了天线净空区,芯片、摄像头、传感器、天线等各类关键元器件共用有限的内部空间。而且GPS定位需要天线,移动网络需要天线,蓝牙传送需要天线,越来越小的空间和越来越多的天线无疑是一项非常艰难的挑战。按照MIMO原理,多天线之间距离越大,相关性越小,整体表现越好。如果天线位置摆放不合理,距离过近,方向图未优化好,将会带来速率性能的成倍损失,无法提供5G超高速率的体验。

  传统的通信性能测试在5G时代面临诸多挑战,也存在很多不足。外场测试可复现性不强、问题难以定位,要求大量的资源投入。实验室传导测试难以构造现网空口信道环境,仪表测试无法评估天线设计、基站实现等多种因素对终端通信性能带来的影响。原有的天线OTA测试仅构造了下行信道环境,无法线G基站波束赋形、终端SRS天线G关键特性带来的性能增益,跟5G手机的真实使用环境偏差较大,对5G手机优化的助力不足。

  中国移动发布的5G多天线吞吐性能评估系统“玉衡系统”在研发过程中针对传统方案的缺点逐一攻关,创新解决多个难题:

  总体上,它采用真实基站+信道仿真器+多探头暗室的方案,之所以引入64端口线G时代MassiveMIMO成为基站标配,其波束赋形、SRS联动、预编码等过程直接决定用户实际5G体验。该方案准确还原终端和基站之间端到端真实的交互过程,使得评估结果更可靠更贴近现网。另外,“玉衡系统”中创造性实现了上下行信道互易的环境,克服了以往仅有下行信道环境的传统方案缺陷,且全面支持5G Sub6GHz的端到端双向性能测试,成为业界首套上行多天线评测方案。在工程实现上,“玉衡系统”的多探头暗室直径7米,内含16组双极化探头,精确构造上下行信道环境,具有业界领先的空间分辨率。通过逐点逐角度验证,整套系统实现对信道场景的高精度复现,如模拟低、中、高速场景,其信道模型与理论偏差小于7%。

  “玉衡”是北斗七星的第五颗星,同时“玉衡”也是我国古代用于天文测量的仪器。“玉衡系统”的命名体现了中国移动发展高质量5G的初心。当前,5G处于商用初期,5G网络和终端成熟度都还有较大的提升空间。中国移动将以“高质量5G”为指引,与产业携手探索5G高质量发展之路,基于“玉衡系统”持续推动5G端到端性能优化,助力用户畅享5G网络。(李经)

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