5G终端“试金石”!中国移动终端实验室首创5G多天线吞吐

时间:2019-11-19 17:12:26

泰尔终端实验室

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。

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。

传统天线测试方案无法满足5G需求

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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