5G

<strong>Thomas Cameron博士 ADI公司</strong>

<strong>简介</strong>

当无线产业开始创建5G时，2020年显得那么遥远。而现在就快到2020年，这无疑将是属于5G的十年。新闻每天都会报道新的现场试验和即将进行的商业5G部署。对于无线产业来说，这是一个非常令人兴奋的时刻。目前，行业5G焦点主要在增强移动宽带方面，利用中频和高频频谱中的波束合成技术向更高网络容量和更高吞吐量发展。我们也开始看到利用5G网络架构低延迟特性的用例兴起，例如工业自动化。

就在几年前，业界还在讨论在移动通信中使用毫米波频谱的可行性，以及规划无线电设计人员面临的挑战。1 短时间内发生了很多事情，行业已经从最初的原型制作迅速发展到成功的现场试验，现在我们即将进行首次商业5G毫米波部署。许多初始部署将用于固定或移动无线应用，但不久的将来，我们还会看到真正的毫米波频率移动连接。第一个标准已经设立，技术正在迅速发展，对毫米波系统的部署也进行了大量学习。虽然我们已经取得了长足的进步，但对于无线电设计人员来说，还有诸多挑战。我们将在本文的其余部分探讨RF设计人员面临的一些挑战。

<strong>Jon Lanford和Kenny Man ADI公司</strong>

基站接收器设计是一项艰巨的任务。典型接收器组件包括混频器、低噪声放大器 (LNA) 和模数转换器 (ADC) 等，这些器件随着时间推移而不断改善。但是，架构的改变却不大。架构选择的局限性阻碍了基站设计人员向市场推出差异化产品的努力。最近的产品开发，特别是集成收发器，显著降低了最具挑战性的基站接收器设计的一些限制。此类收发器提供的新基站架构使得基站设计人员能够有更多选择和方法来实现产品差异化。

本文讨论的集成收发器系列是业界率先支持所有现行蜂窝标准（2G至5G）并覆盖全部6 GHz以下调谐范围的产品。利用这些收发器，基站设计人员可以让单一紧凑型无线电设计适合所有频段和功率变化。

首先来看一些基站类别。众所周知的标准组织3GPP定义了若干基站类别。这些基站类别有不同名称。宽泛地说，最大的基站或广域基站 (WA-BS) 提供最大的地理覆盖范围和用户数量。其输出功率也最高，必须提供最佳的接收器灵敏度。随着基站逐渐变小，所需的输出功率也减小，接收器灵敏度同时降低。

表1. 各种基站尺寸

<strong>Thomas Cameron博士 ADI公司</strong>

2018年中期，ADI公司无线技术总监Thomas Cameron博士谈到了第五代通信技术的ADI解决方案和开发情况，以及其未来。Cameron博士拥有超过30年的电信网络技术研发经验，包括蜂窝基站、微波无线电以及电缆系统，他在接下来的采访中分享了他的专业见解。

<strong>我们来谈谈5G通信及其未来</strong>

<strong>物联网通信及视频支持是5G最重要的两大用例</strong>

全球领先的信息技术研究和顾问公司Gartner近日公布了其对5G用例及采用情况的最新调查，结果显示66%的企业机构有意在2020年前部署5G。这些企业机构预计5G网络将主要用于物联网（IoT）通信与视频，运作效率则将成为关键驱动力。

Gartner高级研究总监Sylvain Fabre表示：“就5G的采用情况来看，终端用户企业机构对5G应用有着明确的需求和期望。然而，5G用户面临的一大难题是通信服务提供商（CSP）尚未做好充足准备。这些提供商的5G网络不是尚未部署完成，就是还没有足够的能力去满足企业的需求。”

要充分发挥5G的潜力，就必须有全新的网络拓扑（network topology），包括边缘计算（edge computing）、核心网络切片（core network slicing）和无线电网络密集化（radio network densification）等全新的网络要素。Sylvain Fabre指出：“就短至中期来看，那些希望把5G运用在物联网通信、视频、控制和自动化、固定无线接入（fixed wireless access）和高性能边缘分析等用例的企业机构仍无法完全仰赖5G公共基础架构来传送内容。”

ADI仪器仪表总经理Duncan Bosworth探讨了5G测试和测量的机遇，以及整个行业在过渡到5G期间为克服挑战所需做好的准备。

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Strategy Analytics最新发布的研究报告《2019年预测：消费者信任和用户体验对自动驾驶汽车、AI、5G和联网解决方案至关重要》指出，客户信任、改进的人机界面和用户体验成为连接自动驾驶汽车、人工智能、5G、智能家居、物联网和员工移动性以及媒体/ 娱乐市场的纽带。 汽车、电信、媒体和技术价值链的持续破坏性是肯定的。 技术前景和创新步伐依然强劲，品牌相关性，品牌适应不同客户群的斗争将在2019年及以后加剧。

报告中的关键预测包括：

<strong>兰迪Oltman</strong>

<strong>5G即将到来</strong>

对许多人来说，这种简短的陈述既是希望的灯塔，又是恐惧的源泉。对于测试设备制造商来说尤其如此。虽然5G提供了健康增长的机会，但有几个因素将使这一代无线宽带技术的收益比其前辈更具挑战性。

让我们从电子测试和测量（ETM）制造商的现状开始。无线ETM业务增长的原因是新手机型号的增加，年度手机出货量的增加以及推动新基础设施设备的无线技术进步。随着年出货量开始超过10亿单位，我们看到手机出货量增长率有所下降。与此同时，无线基础设施行业的兼并和收购减少了该部门的客户数量。最后，ETM制造商也一直在应对主要市场中LTE先进载波聚合部署的延迟。结果是LTE研发和生产测试设备市场放缓，因为该行业正等待技术转向5G。

<strong>由 Brad Brannon，Steve Dorn和 Vandita Pai Raikar撰写</strong>

从一开始，无线电设计人员面临的最大挑战之一就是带宽的限制。早期，我们的无线电前辈认为，由于探测器的限制，高于几百kHz的频率没有任何价值。像Branly，Fessenden，Marconi和许多其他人一样，先锋们一直在努力解决这个问题，直到阿姆斯特朗和利维完善了外差，通过下变频到较低的频率来打开频率更高的频率，探测器可以用当时的技术进行充分的处理。虽然超外差过程打开了更高的频率，但带宽仍然相对有限。

直到最近几年，处理超过几十MHz的频率一直是一项挑战，并且往往局限于通常采用大规模并行无线电技术的昂贵解决方案。长期以来一直希望简化这种方法并采用一种方法来同时处理尽可能多的带宽。随着半导体工艺和单片模数转换器（ADC）架构的成熟，这种能力在过去几十年中逐渐发展。从90年代初到现在的适度开始，ADC的直接RF采样能力已经从奈奎斯特带宽约20 MHz 增加到AD9213等产品的5 GHz 以上。

随着AD9213的推出及其支持的大瞬时带宽，许多新选项不仅适用于仪器级接收器，还适用于直接RF采样无线电，SIGINT和雷达。

ADI仪器仪表总经理Duncan Bosworth探讨了5G测试和测量的机遇，以及整个行业在过渡到5G期间为克服挑战所需做好的准备

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