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TechnicalFeature 技术特写

5G测试：与电缆说再见

Testing 5G: Time to Throw Away the Cables

Moray Rumney
是德科技，英国苏格兰爱丁堡

早 在2010年8月，《Microwave Journal》 链路预算。其结果是得到一种依赖于链路两端
就曾发表过一系列名为《MIMO主宰者
波束控制天线的5G空中接口，应用于稀疏和高
（Masters of MIMO）》的文章，以我的概述性 动态的3D窄波束传播环境。
文章《MIMO天线：尚未被发现、尚未被关注、 对于4G，MIMO OTA测试是由传统电缆测
尚未被测试！（The MIMO Antenna: Unseen, 试演变而来，它既明显又实用，但MIMO OTA
Unloved, Untested!）》作为开篇。当时我就预 从来不是4G的关键，因为支持MIMO的设备已
测到，MIMO空中（OTA）测试是我在长达20年 经面世多年。未经测试的静态天线至少起了作
的标准开发经历中所遇到的最大挑战。回顾过 用，尽管我们并不知道其作用有多大。然而，
去的六年，我现在可以看到，我低估了这一挑 具有大量天线阵列的毫米波设备不能使用电缆
战，因为在CTIA和3GPP内部开发MIMO OTA测 进行测试，因为不可能为每个天线元件添加连
试方法的工作仍处于验证的最后阶段。同时， 接器。此外，天线阵列的动态（有源）性质意
MIMO标准的复杂程度也已经显著增长，从最初 味着不可能从单个天线元件的测量外推端到端
的LTE第8版发展到了第14版中的LTE-Advanced 的性能。所以，为了进行5G测试，不管我们想
Pro。就在我写作本文的时候，天线设计人员仍 还是不想，现在真的是到了跟电缆说再见的时
未确定支持第8版标准的设备接收机的基本2×2 候了！
MIMO性能要求。 4G MIMO OTA测试采用基本的2x2传输模
本文的重点是展望未来，对新一代（即 式和静态2D几何图形，相比其测试挑战，我们
第五代）标准测试挑战进行说明。由于我们曾 似乎可以肯定地预测，5G测试将面临更大的困
经低估了4G（LTE）基础MIMO OTA测试的 难。如果说我们所看到的由3G到4G的过渡是一
标准化难度，因此很难在早期对新一代标准做 次演进的话，那么5G将是一场革命。最后我想
出预测。但是，下面是我做出的尽量准确的猜 要说的一点是，我们没有多少时间了！业界的
想：第五代移动通信的出现将彻底改变我们对 目标是在2020年内部署5G，这就对毫米波OTA
蜂窝系统设计、测试和运行的认识。其主要原 测试解决方案和要求提出了需求，而期限只有
因在于，为了实现众多关键的5G目标，我们 开发当今所用的基础4G MIMO OTA测试方法时
需要一种新的空中接口，这种接口能在毫米波 的一半多点——即使不考虑性能要求。
（mmWave）频段（即28GHz及以上）运行，信
道带宽约为1GHz或更高。为了克服这些工作频
率上的无线传播路径损耗，我们假定基站和移
动设备都需要结合中型或大型天线阵列（在基
站一侧有时称为大规模MIMO）才能维持可用的
表1 有线/空中（OTA）测试需求的演变
测试领域 历史 现在 未来的毫米波
有线方式为主，OTA 辐射为主
设计验证 有线
有优势 （非空间和空间）
辐射
射频/基带一致性 有线 有线
（非空间电缆替换）
SISO已经成熟，
辐射性能 仅限于SAR/EMC 辐射3D空间域分析
MIMO刚刚出现
辐射 图1：具有2GHz实时信道带宽的60GHz信道探测
生产 有线 主要有线
（非空间电缆替换） 系统。
24 Microwave Journal China 微波杂志 Jan/Feb 2017