2017年6月12日，由IMT-2020（5G）推進組主辦的2017年IMT-2020(5G)峰會在北京開幕。為期兩天的大會以“5G標準與產業生態”為主題，邀請工信部領導以及數十家國內外主流移動通信和相關應用單位專家500多人參加會議討論，并面向業界發布《5G網絡技術測試規范》。

會上，羅德施瓦茨公司全球技術經理Reiner Stuhlfauth發表了題為《未來終端新架構的測試》的主題演講。

以下是演講實錄：

大家下午好，非常榮幸能夠在這里跟大家講幾句話，關于我們未來智能手機的發展等。首先我要抱歉，我自己還沒有帶來5G智能手機，很多人也問我，5G智能手機的時間表是什么樣的，我只能遺憾的告訴大家，現在還沒有5G的智能手機，但是和大家分享一下我們覺得它會是什么樣子，而且在這方面我們面臨什么樣的挑戰。

我是一個工程師，我更傾向于把挑戰叫做機會，所以我想探討一下未來有哪些機會，特別是在智能手機這方面。

談到未來，其實有些趨勢今天已經顯現了，首先終端上集成的部件越來越多，所以內存、蜂窩、相機、LTE等等，他們都要耗能，因此能耗是一個很大的問題。今天我們能看到很多輸出能源的部分其實是一個很大的挑戰，他們變得越來越弱，而尺寸方面我們又希望他們變得越來越小，所以我們要測試，我們的戰略就是為了解決這個問題，我們能期待什么呢。首先我們看到供電的問題，可能會有向用戶的一個水平漂移，從另一端我們有一個信號表現，我們還需要負載響應以及一些重疊的功能，這是我們面臨的現實。從測試儀表的方面來看，我們有一些戰略，可能會有一些觸發因素來觸發相關的功能。導電軌探測，我們來探測信號的輸入，這是在很低的一個層面上，大家可以看到它上面的噪音情況是什么樣的，這個測試儀表會測試一些頻段，在這些頻段上低噪音、高噪音的情況下進行測試。我們會有多個組件在同時被激活，一個挑戰就是我們要測試一下他們之間的相關性。以LTE連接為例，首先我們要測一下電流的耗電性，另外我們還要測試一下它的功率放大器。我們需要的是一個多信道的分析以及和時間相關的一些數據，這樣我們才知道在無線鏈路上發生的事。而且我們還可以探討一下信號觸發方面的問題，會有一個呼叫中心，在這會觸發一些事件，這些和能耗的測試都會聯系起來，這是比較有挑戰性的一個地方。信令和能耗，我們要放在一起來考慮。

我是一個工程師，二十年、三十年我們一直在做什么，我們會看到像這張圖上所說的那樣，我們看到一些，這都是我們今天測試的效果，做這些事已經做了很多時間了，要以一種非常完美或者非常簡化的形式來做是不行的，沒有一條簡化的途徑。我們只能在現實允許的范圍內來減少成本，來考慮它的容錯值，來考慮到它推到市場上的時間，以一種比較實際的方式來同時解決這些挑戰。另外在5G時代將會有越來越多的功率放大器、過濾器、天線等越來越多的構建，集成到我們的硬件架構當中，線性的安排就會是一個很大的挑戰。從測試的角度來看，我們的發射機也就是輸入，功率擴大器和接收器，像頻譜分析儀等，輸入和輸出，他們之間要進行相互對話。然后有一個集中的控制器，這個集中的控制器可以使我們進行一些戰略的安排。比如說有一些信號的變形怎么處理，如何進行測試等，要找到最好的一種方式。另外一個是在5G當中。今天我們聽到了很多Massive MIMO的應用，毫米波的挑戰，我也想提醒一下大家，今天如何把LTE、3G、4G、2G連接到我們正在測試的移動終端當中，如何模擬未來的場景。從3GPP的做法來看，我們要有一個端口，這個測試當中我們會出去一些樣本的結果，然后來執行這個測試。在第二天我們在同樣的條件下來進行同樣的測試，看看是不是拿到的結果和前一天的結果是一樣的，這是我們所謂的測試管理，特別是針對天線。未來是什么情況，我在這還是給大家舉了一個例子，我們和一些伙伴進行了合作，今天聽到了很多這樣的例子，我們看到毫米波它的路徑損耗是比較大的，28GHz，改變頻率，我們會有30個db的路徑損耗，30個db額外的路徑損耗是必須要補償的——可能我不是唯一一個這么說的——我們回到基站那在基站做一些改進，做一些Massive MIMO波束成形等。很多人也說移動終端集成了一些天線的特性，進行一些波束成型，在手機這側來做。在做這么的時候會遇到哪些挑戰？一個測試是我們要把有線拿出來，我們不僅是把線纜拿掉，整個共識要發生變化，整個表格要發生變化。而你要改變這種做法會面臨很多的不穩定性，比如說天線成本的問題，這是天線測試很大的一個挑戰和問題，還遠沒有解決，還有很多其他方面都必須得到澄清。再舉一個例子，新的影響，在過去我們只是來測，比如說功率，我們只是測功率和時間的關系就可以了。過去我們還做一些頻譜和功率之間的關系，以及功率和編碼之間的關系，而在新的波速成型的情況下，我們會出現一個新的域，會有功率和空間域和DoD之間的一個關系。所以僅僅是前三項在2G、3G時代的測試已經不夠了，首先在實驗室中我們做了一些概念驗證，我們從現在LTE移動終端的做法測試來看起，綠色的顏色是我們現在已經進行的測試。我們再轉到移動六個不同的位置，測了兩個，這兩種其他的顏色ACLR，然后頻譜測試。我們發現一些特殊的情況，綠色和紅色、藍色重疊了。在這種情況下就可以得出一個結論，這個移動是這樣的或者是那樣的，它的規范是這樣的或者那樣的，如果你通過傳導的方式來做，可能結果是一樣的。交叉對話已經改變了現在的行為，OTA的方式和傳導的方式已經不一樣了，我們必須了解這一點，并且知道它會產生的影響，從而形成新的標準和規范。我們要和標準化機構緊密合作，來找到一些測試的解決方法。這個問題怎么測試，只有解決了測試的問題，才能制定相關的標準和規范。

規范還有很多懸而未決的問題。波束成型有什么挑戰？首先沒有校準，把波束放在一個方向，然后在最低層面上放到另一個可能有用戶的方向，如果波束成型的天線沒有進行正確的校準，在這種情況下你就會看到信號消失了，電力的浪費，也會給其他用戶造成一些干擾。當然在Massive MIMO情況下，我們經常說把天線放的相互之間離得越近越好，一說就是幾十個天線、一百多個天線。但是天線是什么，它是一個終端的頭，它還可能會吸收和釋放，也就是說兩個天線離得過近的話，A天線可能會吸收B天線的能量，它就會減少B天線的傳輸距離。另外一方面，我們面臨的一個現實是，會有很多的天線浪費在很多大學和研究機構，會有一個學術的距離。我們看到這些手機的外形、外觀，可能很多時候天線已經不是對稱的安排了，因此波束也不總是連貫的。我們對這個復雜性了解得很多，需要線性化等等。我們面對什么樣的挑戰，怎么樣應對這些挑戰。比如我們看到的一個影響就是一個相互耦合問題，還一個學術的方法，你可以看到綠色的和紅色的線，如果這個天線的距離從紅的就是一個統一的天線，以線性的陣列。一個天線有兩個鄰居，一個左邊一個右邊，如果把它像今天一樣布置天線，一個天線可能會有17個相鄰的天線。我們有兩個極化，比如垂直的極化，還有水平上的，再乘以2，就有17個。我們實際上可以看到要有一個多路徑的檢測的方案，我們要對很多不同的參數進行檢測，這是我們面臨的其中一個挑戰。另外一個我們談到的，我們把測試天線放在哪，距離到底怎么樣，可以看到我們包括一個遠場和近場，到底有什么區別。如果是遠場，我們采取一個測試的樣本，我們就可以立刻獲取結果。如果在近場我們有一個測試，那么要看他的項目以及看他的數量。我們要做一些后處理，做一些變形，這樣的測試就會更復雜，而且還要做一些后期的處理。可以看到近場和遠場的界限在哪，有一個共識大家可以看到，0.62第三次方等等，我們可以看到這是它的計算。這是更適合的，比如說這個基站，30GHz的，比如說50米、十幾米，大概和這個會場差不多的尺寸，聽起來可能是比較貴的，所以我們要進行近場的測試，進行后期的處理。在基站我們知道我的天線的范疇在現實情況中，它有64個天線，并不是所有的天線都是同時在發射，那我們想了解的是有效距離。比如說在這個上面智能手機，這是他的天線的尺寸還是你手機的尺寸，是你筆記本的大小還是他的一個天線的大小。我們會有一個50%的寬度，這塊有一個一個公式大家可以看到，遠場和近場的距離怎么來計算。另外一個我們可以采取的是，在我們進行功率的測量，我們看到E和H場，我們從理論的角度可以看到E和H有不同的方向，可以切換，就這是近場和遠場的界限。我們有一個功率的傳感器，我們離天線越來越近，可以看到它的波形會變化，這樣我們就可以對近場和遠場的條件進行評估。我們有很多方法來解決波束成型的問題，我們要進行波速的驗證，我們這個波速設置好以后我們就進行一個驗證，可以看到3GPP有一個5點的提案，主要針對波速成型驗證的，每一個點可以知道它的功率的值，我們當然也需要一個功率中心。我們還有毫米波，它不會有比較高的路徑的損耗。我們實際上可以對這個功率的傳感直接進行測試，我們談到了原場和近場的距離取決于設備終端本身。最后我可以給大家指出，我們看到公放，公放實際上對溫度是非常敏感的，所以大家可以考慮一個方式，怎么樣能夠加熱或者降溫，滿足維護的條件，給大家分享一下我們5G方面面臨的一些挑戰。

我們覺得合作對于5G來說是非常重要的，我們也希望會后能夠繼續保持聯系，如果大家想要了解更多的5G方面的挑戰，星期三我也會給大家介紹一些相關的內容，如果大家有問題我也非常樂于回答，謝謝大家的聆聽！