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中国移动终端实验室首创 5G 多天线吞吐性能评估系统

环球网 11-15

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?

精准复现各类典型场景,准确评估 5G 终端高速率性能势在必行!

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多天线是关键更是挑战

5G 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、大电池需求都极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。

目前推出的 5G 手机均支持多天线技术,不同的终端厂家对多天线设计推出了不同的方案,例如前不久发布的华为 mate30 手机共有 21 根通信天线,其中 14 根天线用于 5G 通信。如何评估这些天线性能,提升速率表现,业界都在寻找好的评估方法和系统。

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,无法真实呈现 5G 基站波束赋形、终端 SRS 天线轮发等 5G 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。

精准、精确、精工铸就 " 玉衡系统 "

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 端口真实基站,是因为 5G 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%。

中国移动同期发布的《中国移动 2019 年智能硬件质量报告(第二期)》中包含 4 款 5G 芯片和 7 款 5G 终端的全面评测,在对芯片和终端多天线吞吐量的性能评测中," 玉衡系统 " 还原了用户使用场景中的低、中、高速三种典型场景下各芯片和终端的表现差异,为后续终端和芯片的多天线优化方向提供参考。

何为 " 玉衡 "?

" 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。

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