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5G发展现状及未来发展方向

时间:2019-01-30 作者:Martin Rowe 阅读:
经过大约十年的研发历程,5G即将开始部署。事实上,这项技术已在进行早期部署,看看营销商多卖力地推销就知道了。随着5G离开实验室,ASPENCORE的团队将从技术、供应链、运营商角度研究如何实现全面部署。

经过大约十年的研发历程,5G即将开始部署。事实上,这项技术已在进行早期部署,看看营销商多卖力地推销就知道了。随着5G离开实验室,ASPENCORE的团队将从技术、供应链、运营商角度研究如何实现全面部署。7tnEETC-电子工程专辑

经过多年的研发,5G在无线网络中部署的步伐越来越近。尽管宣传得热火朝天,但仍有许多工作要做,需要改进的地方还有很多。最初的5G部署和产品可能只使用其预期功能的一小部分。标准不断发展,组件持续改进,网络需要适应预期的更高数据速率和应用实例。ADI公司无线技术总监Thomas Cameron一直站在5G发展的前沿,这几年一直都在关注这项技术的发展状况。ASPENCORE高级技术编辑Martin Rowe与Cameron一起谈到了当前5G发展的最新状况,以及未来发展方向。7tnEETC-电子工程专辑

Rowe:5G标准的最新状况如何?

Cameron:3GPP Release 15基本完成了,只剩下几项增删内容。2017年出台非独立组网规范,2018年6月发布独立组网规范。更新将包括双连接,能够同时支持LTE和5G New Radio (5G NR)。(编者注:“独立”是指全5G;“非独立”是指5G和LTE混合。)下载链接可能同时具有LTE和NR,有可能在相同的频段内。然而,对于手机,上行链路可能会有问题,因此,可能没有双连接。手机可能无法使用5G NR传输,至少一开始不会。Release 15满足了Qualcomm和Intel等SoC厂商的需求,能够将基带处理器推向市场。目前已经开始提供样片,第一部5G手机预计在2019年上市。 7tnEETC-电子工程专辑

Rowe:您对Release 15的“late drop”版本有何期待?

Cameron:Release 15中不会有任何基站无线电方面的其它信息。Late drop很可能与更高的网络层和协议有关。 7tnEETC-电子工程专辑

Rowe:那接下来的3GPP Release 16呢?

Cameron:Release 16将遵循与Release 15相同的路径,先会有一个初始版本运行,然后是增强版本。Release 16将从移动V2X通信开始。目前,在处理移动、散射和反射条件的通道模型方面做了大量的工作。这一点很重要,特别是在车水马龙的城市环境中。 7tnEETC-电子工程专辑

物联网是Release 16的另一个方面,它应使物联网通信更加高效。例如,唤醒功能和简化信令。Release 16还将关注可靠性和延迟。 7tnEETC-电子工程专辑

我认为Release 16不会更改无线电的射频部分,但可能会增强基带方面和一些软件升级。 7tnEETC-电子工程专辑

Rowe:手机制造商对Release 15有何反应?

Cameron:这是较低频段的问题。例如,如果您有20MHz通道,还想要10MHz LTE和10MHz 5G NR,并且希望二者与其相邻,由于看起来像是多载波信号,就会对功率放大器(PA)提出更高的要求。这会增加峰均比。我们有时认为5G NR在毫米波(mmWave)频率下运行,但5G NR实际上可以在任何频率下工作。T-Mobile已宣布在600MHz频段中部署5G NR的计划。其他运营商可能会将5G NR纳入其当前的3G频谱。 7tnEETC-电子工程专辑

当运营商将5G NR和LTE共置在相邻频段中时,他们甚至可以向LTE和5G NR动态分配频段。将两个无线电放在相邻频段上只对手机有问题,对基站没有影响。手机中还需要一个线性PA才能解决这个问题。 7tnEETC-电子工程专辑

Rowe:由LTE处理控制功能,由5G NR处理数据?

Cameron:对于非独立组网标准而言是这样。NR只会处理数据。先修改无线电接入网(RAN)以处理5G NR,但数据包会传输到4G核心网络。随着时间的推移,将推出5G网络核心,从而产生一个由5G核心控制5G RAN的真正的5G独立网络。这与使用5G和4G混合技术的非独立网络是相反的。 7tnEETC-电子工程专辑

6.png7tnEETC-电子工程专辑

图2:5G无线接入频谱分布图。7tnEETC-电子工程专辑

翻译:5G Radio Access:5G无线电接入;LTE Evolution:LTE演进;NR – No compatibility constraints:NR – 无兼容性约束 ;Tight interworking:紧密互通;Existing Spectrum:现有频谱;New Spectrum:新频谱;Below 6GHz:6 GHz以下;Above 6 GHz:6 GHz以上;New spectrum balow 6 GHz:新频谱低于6 GHz7tnEETC-电子工程专辑

一旦5G使用毫米波信号,即使没有毫米波服务可用,仍将有一个低频(低于6GHz)“锚”处理数据。毫米波服务可能只在可用和需要时才使用。在低于6GHz的频段,连接稳定。 7tnEETC-电子工程专辑

Rowe:您期望采用5G设计的组件会有什么样的改进?

Cameron:无线电设计将不断修订和升级,就像我们在3G和4G技术中看到的一样。设计更改将降低复杂性,降低功耗等。低于6GHz频段的无线电技术现在比较成熟,并将继续发展。现在主要在毫米波频率开展工作,我们仍处在早期阶段。 7tnEETC-电子工程专辑

对于5G NR的混合信号部分,获得1GHz带宽需要一个性能相当高的数据转换器。数据转换器设计需继续改进,功耗也需继续改善。在1GHz通道中处理数据需要采用数字引擎。不过,我认为还需要一段时间才能在毫米波频率实现大规模MIMO。十年前,我们认为即使频率低于6GHz,也不可能有大规模MIMO,但利用目前的技术是可能实现的。PA效率不高,但未来将会不断改善。 7tnEETC-电子工程专辑

Rowe:人们使用手机的时间越来越长,那么5G将如何进入消费市场呢? 7tnEETC-电子工程专辑

Cameron:总是有一些早期尝鲜者,我相信高端“旗舰”手机将率先整合某种形式的5G无线电。例如,Sprint将开始使用2.5GHz频谱和5G NR。毫米波手机稍后也会推出。这是5G功能之一,其中仍有大量工作要做。7tnEETC-电子工程专辑

7tnEETC-电子工程专辑

图1:ADI公司无线技术总监Thomas Cameron。7tnEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Martin Rowe
"EE Times/EDN资深测试与量测技术编辑。Martin Rowe在《测试和测量世界》担任技术编辑和高级技术编辑达20年,其中包括担任EDN Design Ideas编辑三年。在此期间,Martin的报道涵盖了大部分的技术和公司,包括台式仪器,如示波器、仪表、信号​​源及其应用。他最喜欢这些仪器的应用包括高速信号测量、基本测量(电压/电流/功率)、校准和EMC/EMI/RFI。所有这些都直接适用于连接器和连接性能。从2004年到2012年,为了了解工程师是如何进行测试的,Martin访问了多家公司,包括Bose,DeWalt和Tyco Electronics(现为TE Con​​nectivity)。 让Martin出名的还有他的音乐——他写了六首描述工程师生活的歌曲。这一切始于2006年的“测量蓝调(Measurement Blue)”,证明了任何事情都能用蓝调写出来,连接器都成了Martin的歌。 “Below a GigaHertz”这首歌向那些还工作在1GHz以下信号的工程师致敬,他们是古老历史的见证者。 Martin曾在IEEE EMC Symposia上现场演出了“The Measurement Blues”和“The Lab in the corner”。 Martin拥有伍斯特理工学院的电子工程学士学位和宾利学院的MBA学位。"
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