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信息通信

十位大佬5G论道:商用前至少要过六道坎儿

4月15日,由中国移动通信集团、中国信息通信研究院、GTI、TD产业联盟主办,中国电子报社承办的“5G技术与测试研讨会”在北京举行。5G产业链各界人物汇聚一堂,探讨5G技术发展的具体路径,讨论如何共同协作推动5G的成熟,以实现2020年5G商用。

参加本次圆桌会议的包括:

主持人:中国移动研究院无线技术研究所总工 刘光毅

嘉宾:华为移动系统部市场部部长 侯英镇

嘉宾:中兴通讯无线总工 朱伏生

嘉宾:爱立信东北亚区CTO办公室系统技术部主管 刘坚

嘉宾:高通无线通信技术(中国)有限公司高级研发总监兼中国研发中心负责人 侯纪磊

嘉宾:Intel全球无线标准与技术首席科学家 吴耕

嘉宾:罗德与施瓦茨公司业务发展经理 汤日波

嘉宾:北京星河亮点技术股份有限公司副总裁 徐国鑫

嘉宾:是德科技(中国)有限公司研发部高级研发经理 张海涛

嘉宾:思博伦通信高级技术经理 张小东

以下请见讨论实录:

问题一:大规模天线阵列对测试仪表有什么挑战

主持人刘光毅:目前产业关于Massive MIMO方面的发展到了什么程度?它对我们的测试仪表带来了一些什么挑战?我们的仪表厂商应该如何开发以配合系统商工作?

华为 侯英镇:Massive MIMO是5G的关键技术,从现在整个产业看挑战很大,主要是三个方面:第一个是在射频部分。通道数多,对厂家做射频方面的功耗、集成度上都有很大的挑战。华为在上海跟移动配合做了一个初步的外场测试,基本上可以做到20GHz、支持640M/bps的下载速度。但体积很大,不适合规模商用。第二个是在测试仪表部分。现在做内场测试的时候往往采用降维模拟的方式,在内场的时候先用16收16发,用两台进行测试,到外场的时候再使用64收和64发的测试。第三个是关于天线的通道校准。从8通道走向多通道后,空口的一致性挑战比以前大了,但是从校准原理上没用的。

是德科技 张海涛:Massive MIMO对测量仪表厂商确实有非常大的挑战。原来这种多通道的收发、频谱仪线性的扩展是不太现实的。我们认为模块化仪表比桌面仪表更灵活,可以允许更灵活的配置、更大规模、更高集成度。Massive MIMO测试中更重要的是对OTA的测量。首先要定义测试端口和测试的场景。我们现在有一些初步方案和专利技术,能够降低测量的复杂度,通过相对维度降低,用DSP的方式来做OTA或者线缆多通道的校准。我们非常希望跟各个设备商或者合作伙伴共同定义这些测量端口、测试场景和测量方法,这是我们致力要做的一件事情。

罗德与施瓦茨 汤日波:测试如果付出足够的成本都是可以做的,问题是最后产业界能够付出的代价有多大?如果要做Massive MIMO这种联线的测试,多通道一定是需要的,这个还在研发阶段。空中测试也是需要的,其方法需要跟华为、中国移动做起来,但是我们一定要在成本和复杂度之间找一个平衡点,大家需要坐在一起去商量。实际方面,我们已经做了相关测试和方案。

星河亮点 徐国鑫:我们希望把设备成本降下来,例如把射频跟基带分离,降低成本。还可以跟RU连在一起,RU成本很低,跟仪表之间互联,降到1到2个频谱仪的价格上,可以把整个成本降到大家可以接受的程度。Massive MIMO得用测到表现出来的结果,来验证它的功能和性能。

主持人 刘光毅:目前,无论是支撑低频段的Massive MIMO的测试,还是面向6GHz毫米波的测试,都会给仪表的开发和方法制定带来很大挑战,如何看待这个问题?

中兴 朱伏生:以高频段为例,从6GHz~100GHz可选择的频点特别多,每个信道分析也都不一样。而高频段、高带宽从信号发生这一块来说,发生器和接收端信号分析也比较麻烦。除了之前说到的信道,在低频方面要做到Massive MIMO多个模块拼在一起,而高频段不好拼,这就面临着很多技术。所以,在高频段方面,希望有些新的特性,看是否能有一些可编程、可配置的仪器仪表,为整个高频的设备样机或高频产品的开发,定制出一些新的测试平台。

罗德与施瓦茨 汤日波:高频段的话,目前信号源频谱仪已经覆盖了。高带宽和毫米波应该是没有问题,毫米波是一个老话题,高带宽是新话题。如果要同时支持低频和高频段,一方面就是中距响应,用一台表当然可以做。不同的厂家有不同的观点,我们认为用单台表的方案,开关的功耗损失会比较大;如果并行处理的话,也可能会有很多的问题。

问题二:高速移动环境下5G怎么仿真

主持人 刘光毅:下一个关于移动宽带,还有一个特别重要的场景是高速移动,例如在高铁上的使用。5G如果频段继续走高的话,在这一块也是有一些非常重要的挑战。我们看到目前业界还没有一个很好的模型或者一些仿真的方法,应该如何来解决这个问题?

是德科技 张海涛:目前,5G也定义了一些高铁场景和V2V的场景。一个信道仿真器的处理能力能不能够支持更高的多普勒效应?这种条件下的信道模型是不是要做更深入的研究?我认为,从我们信道仿真测量平台的技术上肯定是可以实现的。但是定义具体的场景,需要跟标准化组织做一些建模的工作。

罗德与施瓦茨公司 汤日波:用信道仿真做高速铁路很好,但是要定义清楚,做一个模型,然后把它真的产生出来。但是我们推荐一种方法,是在高速铁路上用实际的接收机把这个信号录下来,看接收机能不能解调这个东西。这是场景的测试,可以部分解决测试的需求。不光在移动通讯,在GPS、GNSS上也是用这些测试方法,我们可以多想一些方法和可行的场景测试。

问题三:如何构建窄带物联网测试环境

主持人 刘光毅:大家都在关注NB-IOT,它带来了新的变化,要求超低功耗、超大连接数、超低、成本,应用场景也是非常多。从芯片的角度,如何构建不同的测试环境?有没有一些需要仪表厂商来共同配合的事情?

高通 侯纪磊:NB-IOT主要有三个方面的特点:第一个是超强的覆盖,链路运算需求大。第二个是超低功耗。第三个是超大容量。在强覆盖方面,早期在实验室环境,通过仪表能够把衰减打上去测试,推到比较极限的时候,看各样环境和表现非常重要。超低功耗跟流量模型有很大的关系。在测试的时候,要把各种各样的业务模型可能会出现的流量模型,从测试的角度要考虑进入。最后,大容量实际操作非常不容易,可能跟仪表厂家多合作,从仪表的侧面、信号发生器、信源跟信道之间结合去做模拟,在接收端体现大规模容量,看大容量模拟后体现出来对终端和基站的影响。

Intel 吴耕:这种非常极端的低功耗需求要解决实现问题。制造工艺leakage要极低、空中接口的设计。从测试的角度上讲,要解决新的性能,仪表厂商就需要很紧密的跟踪,测的方式不对的话,效益就无法显示出来。Massive MIMO是一种极端情况,5G要去解决很多极端情况,例如极大的、海量的、超长的等,这需要一种新的思维。做测试也要革新,在仪表厂商、标准制定、芯片厂商、设备厂商等方面需要有更强烈的互动关系。

主持人 刘光毅:从基站的角度来说,5G面临着海量连接,如何来做测试?

爱立信 刘坚:万物互联、海量连接是5G的一个方向。海量互联的挑战应该是比较可控的,但要超越移动互联网,向另外的行业延伸,海量互联附带了一个条件,即极度成本的压缩。海量互联,极度几何级的压低成本是最大的挑战。这个挑战包括基站这方面、芯片这方面、网络这方面来说,含基站、含连接、含网络、含承载网、含回传网,这里面临的挑战非常大。

最好能把这些东西全部组合起来,产生一种综合性的分布。我们真正要压低成本的环节,一定不能发生在最后的部署环节,那时候可压低成本的空间已经非常小了,应该在研发阶段就在满足综合需求情况下压低成本。

我们知道很多行业基本在设定的价格线下,这个线是刚性的,如果不低于这个线,成本没有竞争优势,就没有机会进入这个行业。从网络供应商来讲,希望我们能够一起工作,在深刻理解每一个场景的情况下,有更加综合的场景模拟出来,在产品最初设计阶段、在网络侧有更好的考虑。

主持人 刘光毅:华为有没有什么办法?对厂商有没有一些额外的要求?

华为 侯英镇:围绕测试,从瞄准低成本到整个认证体系,从终端到设备、仪表,我们希望能够尽快构建起一套比较成熟的方法。因为整个认证体系的标准走得相对比较快,但是后续的环节、内外场还需要进一步探讨。

主持人 刘光毅:一个很重要的问题是,功耗怎么测试?如何构造一个比较合理的10万个基站的环境,并提供合理的测试?

是德科技 张海涛:终端的功耗测试,对于NB-IOT是非常重要的。在一个可控的场景下测量输出的电流,需要一个终端仿真仪。但这跟手机终端的功耗测试不同,手机电池可能需要使用一天,而终端仿真仪要使十年,所以输出电流的水平低很多。要测单个收发数据消耗的电流,对于指标的要求非常高。现在是毫安级,将来的要求会更高。还要定义NB-IOT典型场景,除了相对静态的,还有一种快进模式,一百倍、一千倍加速,这样才能比较好地评估这个芯片集成到终端以后的问题。功耗是一个整体的东西,在功耗测试上,NB-IOT提出了新的挑战,虽然和手机终端原理上类似,但也有它独特的方面。

罗德与施瓦茨 汤日波:对于NB-IOT的测试,除了功耗方面,还有对系统的测试、对终端的测试。具体来看,对煤气表或者报火警装置要定义一种怎样的测试场景?场景的定义很重要,关键还是要大家坐在一起定义出来这个场景。另外电流耗电的级别也是我们的关注点。

星河亮点 徐国鑫:功耗确实是一个大问题。功耗如果在纳安级,100纳安分辨率可能都不够,必须10纳安以下的精确度才能测出来,这是很难的。另外,这跟网络结构也有很大关系。

问题四:如何发展万物互联新商业模式

主持人 刘光毅:5G还有另一个大家非常重视的场景,即低时延、高可靠场景,如车联网、智能电网、工业控制等。这给我们带来了很多新的商业模式,但是也给整个产业提出了非常大的挑战。应该如何应对?

星河亮点 徐国鑫:高可靠性对丢包率的要求是十亿分之一。需要测试仪表的仿真到一个数量级,这很难,对平台要求比较高。延迟最大的问题是一个来回一个毫秒,整个测试要求用时间抖动,如果抖动超过几十微秒,测的误差估计就很大。另外是平台的可靠性问题。平台测试精确度达到5个9,才是产业比较认可的平台。

是德科技 张海涛:车联网目前还没有成熟的方案,它涉及到垂直行业应用的问题。从仪表测试厂商来说,延时和可靠性是车联网的系统级指标,所以我们现在做物理层测试、信令测试,但离系统级测试还要搭建一个更好的平台。定义车联网的信道模型、仿真其他车,都要把这个环境设置好。怎么能够测量延时,怎么测量这个延时,这可能不是简单一个表就能实现的,我们仪表厂商要跟业界定义好这种测试系统。可能是用实时系统搭建平台来测,但如何保证到一个相应的执行度水平还是需要探讨。

中兴 朱伏生:高铁对可靠性的要求比车联网高多了,它是怎么解决的?它是有认证的。对系统厂家来说,对整个性能测试来说,中铁面对一条几百公里的高铁线,它们开着检测车,把所有的信号录回来,基站在那边之后,根据它的模型, 在这边开始对测。测完之后,它的信号和通信对安全性的测试分开来。信号有自己的要求,对通信来说质量保证有7个指标,包括时延、抖动、传输、接入等,把这些指标信息回放,一定时间内不停测,直到认为合格。我认为这个方法可以参考一下。

思博伦 张小东:现有的互联网技术不太适合汽车以太网。针对这个问题,我们推出汽车以太网的性能测试,特别是内部如何走线。网络性能是我们的强项,压力测试可以做到纳秒级。车到车的运行,需要一个模拟场景,车内的以太网是双绞线,跟原来线路仿真很像的,可以通过它来加载,进行两线的噪声、干扰等场景测试。

从时钟的角度,这种测试可能需要一个很精确的时钟接收。仪表上面有一个时钟接收器,在测试系统的两边同步一个时钟,保证端到端的性能可以到高精度,来测试抖动、漂移、时延。基于IP的端到端,可以把便携式的信号发射源放到高铁内或者汽车内,在网络内再放一个,可以做大全网同步。

问题五:无线侧能否虚拟化

主持人 刘光毅:未来的网络肯定是朝着IT化的方向发展,已经基本成为了大家的共识。无论是传输网还是核心网,无线侧是不是也能虚拟化?未来产品的形态、结构将产生全新的变革,以往我们的设备都是一个网元,一个专用的设备上有一些专用的接口,固定的网元之间有一些固定的接口,这样的测试是非常简单的。所以将来所有的网元都是在通用的CPU上面运行软件。这种情况下,硬件、平台、操作系统、功能软件之间完全都是没有关联的,这个时候测试怎么来做?

Intel 吴耕:最好的解决方案是,在SDN平台上将CPU能力提升几个数量级,确保不会出问题。实际上我们大家能够做SDN,一个最基本的技术,是芯片的缓存水平上去了。我们的专家团队天天盯着这件事情,每一个纳秒级一点点往下抠。做完了这个之后,压力就落在了系统厂商,比方像华为、中兴的软件,在大规模网络应用中自我检测的功能。

爱立信 刘坚:SDN/NFV面临一个很重大的挑战,原来网络是“黑盒”,现在不是一个好的名词,但真正说起黑盒这种执行方式发生问题是局部的。但现在如果支持NFV的云架构真正部署,特别是在云架构数据中心层面,这个问题的发生是广泛的。

我们在电信行业几十年建立基本的期望值和提供的服务是刚性的,包括我们现在自己在用的电信服务,也是远远高于VoIP业务,性价比来讲是比较拉平,服务质量是刚性的。不管是云架构,还是SDN/NFV,刚性的服务质量一定要达到。

我们知道没有一个云的架构没有出现目前大面积的瘫痪,这种情况在IT行业可以被接受,但发生在电信行业是不可以被接受的。是不是有完整的机制来模拟或者触发这种情况,希望我们一起工作,使它商业化。

从英特网上触发这种情况有很多的相似点,主要是资源分配引起的一些问题,在电信行业也一样可能会出现问题,这个时候它的容错能力和动态平衡会有一些影响。在这种情况下,是不是能借鉴IT行业在云架构的情况下的案例,在电信运营时做场景模拟,看电信运营有多少反应能力,我觉得这个是非常非常关键的。不光是对5G,就在今天也是非常非常关键的一步。

思博伦 张小东:单机做一个NFV很容易,考虑到实现电信级的容量,需要有一个工具去仿真,在业务部署前就能实现一个百万级虚拟节点的仿真,这是我们做测试的方向

问题六:系统、芯片、测试,先有“鸡”还是先有“蛋”

主持人刘光毅:最后一个问题,今天很多运营商介绍了5G的商用时间,比较接近的是2020年。但是相关标准的第一个版本基本上要到2018年的9~12月份才能出台。按LTE当年产业化推进的过程来看,是先等标准准备好之后,再推动样机、器件、相关的仪表的开发。但是对于5G来说,如果要等到标准完成再来开发仪器仪表,就赶不上系统设备、芯片方面的开发,这就出现了矛盾。

一个很重要的问题摆在大家面前,先蛋还是先有鸡?从设备、芯片开发的角度来说,需要仪表现在就能支撑。但是仪表惯用的逻辑方式要等到标准完成了之后,再开发相关的协议、工具。我们要如何开展合作,才能符合第一阶段、第二阶段、第三阶段的测试?

罗德与施瓦茨 汤日波:测试分为几个阶段。对于一致性测试来说,就好比有法律才能执法。所以一定要先有标准,才能有一致性、标准的设备。对于研发类的设备,我们一定是伴随着研发的过程来提供。这就必须我们跟厂商、运营商共同研究、探讨。所以我觉得要分开来看。如果是标准类的,确实没办法,没有法律无法执法。

是德科技 张海涛:5G是一个比较特殊的情况。在5G研发阶段的仪表,必然要提供一些更加灵活、可配置的能力。如果告诉我们具体需求,会更便于我们提供灵活、可配置、多通道的功能。另外从运营商的角度来说,从协会组织的角度来说,能不能定义一些更加明确的大的框架和方向?这样也能帮助我们加快研发的进度。当然,无论如何,5G演进的进程总会日益清晰。

主持人 刘光毅:系统设备厂商怎么看待这个问题?

中兴 朱伏生:从系统设备厂家来说,因为5G现在的侯选技术特别多,标签技术也很多,即使是同一个技术,比如说新波形、新波值之类的,也有很多可选的技术。这个时候我们希望测试仪表厂家能够跟设备厂家更深度合作,设备厂家来进行技术的选择和技术的判断。同时,我们应该有一个公共的大的平台,让大家最后能有一个标准、共性的选择。

华为 侯英镇:还是要在一起研究。做一种基线的版本出来,叠加一些灵活编程,灵活开放接口。或者其他深度合作模式。这些都是可以探讨和尝试的。

主持人 刘光毅:现在只能是这样一种形式了。从仪表厂家来讲,他们有自己的困难。他们的困难在于,将来卖仪表的时候,可能需求都已经变了。而同时要支持多家客户的话,投资就是翻倍的,我想这个也是一个现实的问题。在这个过程中,真的是希望大家一起采用结对子的方式去合作。在这个过程中,把自己产品的架构、对于未来的测试方法理清楚。迅速按照标准的方法升级,面向运营商的产品测试,应该可以大大节省大家的时间,降低大家投资的风险。这个可能也是一个比较切实可行的方法。

责任编辑:赵晨


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