開欄的話
不久前召開的中央經濟工作會議提出，加快5G商用步伐，2019年5G將進入預商用期。在經歷了2G跟隨、3G突破、4G同步之后，我國進入了5G引領的新階段。為了展示我國企業在5G技術研發、標準制定中做出的貢獻以及運用知識產權促進創新所做的努力，本版特推出專欄“5G布局進行時”，對我國5G產業鏈上的重點企業及相關研發機構進行系列報道。
行業發展，測試先行。作為產業鏈的重要環節，測試驗證可為移動通信系統的關鍵技術研究及產品研發提供重要的支撐。通過3G、4G的積累，我國已初步形成了一條覆蓋主要專用測試儀表的較為完善的產業鏈。其中，以中國電子科技集團公司第41所（下稱41所）為代表的國內測試儀表企業和研究機構經過大量研發，趕超國際儀表廠商，在5G測試領域取得了顯著成果。5G測試有哪些關鍵技術？國內廠商進行了哪些專利布局，能否趕超國際廠商？對此，本報記者專訪了41所科技處處長徐波。
5G測試 挑戰重重
“測試驗證貫穿整個通信行業發展的全過程，是推動行業發展的先行官和倍增器。”徐波介紹，5G通信在前期選擇技術方向時就需要通過測試，在眾多候選技術中評估哪種技術效能最佳；在芯片、終端和基站研發過程中，需要對產品各方面性能指標進行測試驗證，達到預期效果后才能大規模生產；在生產環節需要對產品進行測試檢驗，只有符合行業要求才能出貨；在售后維護方面也需要通過測試來定位問題所在，以便維修。
5G通信正朝著多元化、綜合化和智能化的方向發展，這都給相關測試驗證技術帶來諸多新的難題。徐波表示，5G通信核心測試主要涵蓋：5G網絡架構改變帶來的測量技術創新、5G新空口技術測量、5G需求產生的新設備測量、新的應用測量、現場測試以及適合5G新技術的測試測量方法設計。
5G網絡具有高速率、大容量、低延時等特點，為了滿足這些性能，其網絡架構發生了重大變革，比如超越傳統基于小區的網絡架構、超密集組網、集中式無線接入網絡（C-RAN）和虛擬化無線接入網絡（V-RAN）等。為了驗證這些變化的可行性和新網絡架構的有效性，這都需要創新測試測量方法，需要支持分布式測量、可行的大規模測量、多種無線接入網絡共存性測量以及模擬真實的信令交互和數據流來對網絡進行壓力測試。
除了網絡架構，為進一步提升高頻譜的利用效率并對其實現靈活應用，5G通信的空中接口技術也發生了重大變化，發展了Massive MIMO技術、高頻寬帶通信技術、全雙工技術、新波形和異步多址接入技術等諸多新技術。每個新技術的有效性都需要創新測試測量技術對其進行驗證，如大規模MIMO測試方法需要考慮通道數帶來的測量成本可行性以及OTA性能測試，全雙工測試方法則需要評估在真實場景下的工作效率。此外，5G多元、智能的終端與豐富的應用場景等都給5G測試帶來了新的挑戰。
持續投入 聯合攻關
面對5G測試技術帶來的挑戰，41所圍繞關鍵技術持續投入，產學研結合加大創新。“超、極、多、全、新”徐波用這五個字來概括41所5G測試技術研發取得的成果。超就是超寬帶，帶寬從100兆、200兆向一個GHz、兩個GHz跨越；極就是極高速，測試速率從幾個Gbps的數據流向數十Gbps邁進；多就是多通道，并行測試通道從幾通道向上百通道突破；全就是全頻譜，頻率從幾赫茲覆蓋到太赫茲；新就是新技術，包括新多址、新波形等。
這些成果的取得，得益于41所一方面加大投入培養人才，另一方面注重產學研結合聯合攻關。據了解，41所斥巨資開展了5G大規模天線信道模擬器研發與驗證、基于大數據的5G信道模擬與性能驗證、5G基站高頻寬帶射頻濾波器試驗樣片研發、面向R15的5G終端測試體系與平臺研發、增強移動寬帶5G終端模擬器研發、大規模MIMO復雜通信OTA測試系統研發、毫米波5G信號源研發，5G通信核心器部件及測試儀器研發、NB-IoT物聯網信號發生器/分析儀等關鍵技術攻關和拳頭產品打造，培養和引進了一批5G測試技術的高端人才，同時注重與知名高校和科研機構展開技術合作，加強技術交流，共同應對5G測試挑戰。
以毫米波測試技術為例，在5G通信中，毫米波是其核心技術，然而毫米波研發的挑戰是高頻段大寬帶的設計，如何進行測試與驗證？41所憑借40多年在微波毫米波領域積累的技術優勢，牽頭聯合重慶郵電大學、中興通訊股份有限公司、普天信息技術有限公司、西安電子科技大學，整合各自人才和技術優勢，對其關鍵技術進行攻關，先后突破大帶寬毫米波設計技術、大帶寬IQ基帶處理技術、高速基帶處理技術、高吞吐率多模物理層數據處理技術、新多址模擬發生技術、新型編碼技術、信道建模等技術、多維度校準技術等關鍵技術，為我國5G產業鏈相關產品的研發、生產和優化提供了專業儀表。
布局專利 比肩國外
在持續攻關的同時，41所也高度重視通過專利制度保護與促進創新。徐波介紹，截至目前，41所在5G測試領域擁有專利37件，其中大部分為標準必要專利，涉及微波毫米波收發信道、物理層算法、協議棧調度等技術領域，涵蓋大規模天線、大帶寬信道、高可靠、低延時信道編碼等5G關鍵技術，搶占了5G通信測試技術高地。
41所積極加入IMT2020（5G）推進組5G試驗工作組、TD-LTE工作組、TD產業技術聯盟、CCSA中國通信標準化協會等組織，跟蹤我國通信標準協議發展，積極參與多個通信國家標準、行業標準的擬制討論和通信重點前沿技術研究，并與中國移動、R&S、是德科技等單位共同起草發布《5G空口測試與測量技術白皮書》，聯合華為等設備廠家編寫了5G二階段外場測試規范。
截至目前，41所先后推出了5G通信信號發生器、5G通信信號分析儀、5G終端模擬器、5G終端綜測儀等系列化產品，后續還將推出5G射頻一致性測試系統等。徐波介紹，41所的產品門類與德國RS公司、美國是德科技、安立等國際廠家基本相同，物理層性能指標相當，整體指標達到國際先進水平。值得一提的是，41所與華為、中興等國內通信大廠技術合作頻繁，在功能定制化領域擁有更多優勢。