爱立信5G无线原型机系统助力5G走向商用

责任编辑:王德清 2017.12.29 11:26 来源:通信世界全媒体

爱立信5G无线原型机系统作为连接技术研发、标准制定与规模商用之间的关键环节,实际测试能够通过搭建接近于现实甚至较为严苛的试验环境,验证前期研发成果的性能,找出可能存在的不足,促进技术日臻完善、产品趋于成熟,从而为规模商用打下坚实的基础。

通过爱立信5G无线原型机进行室内室外测试,探索5G端到端新技术在测试网无线环境中的性能表现,可以收集到大量宝贵数据,为实现技术的不断创新打下坚实基础。同时,研究人员除了可以证明概念、验证标准外,还可以测试产品的互联互通性,确保不同代际、不同厂家之间5G产品的互通性。

爱立信5G无线原型机系统

爱立信作为无线通信技术的领导者,技术研发与实际测试并举,引领5G研发:在2014年就研制了工作在高频(如15GHz)超大带宽的5G无线原型机系统。随着5G标准化在3GPP的快速发展,原型机系统的功能已经逐步趋近完善,爱立信也在今年成功的引入工作频段为3.5GHz和28GHz的原型机系统。爱立信5G无线原型机系统试验网络拓扑图见图1。

网络部署中,将基带处理单元(BBU)与核心网、无线网络控制设备集中在机房内,通过光纤与规划站点上部署的无线射频单元进行连接,完成网络覆盖。

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图1   爱立信5G无线原型机系统试验网络拓扑图

爱立信3.5GHz无线原型机系统

爱立信3.5GHz无线原型机系统设备见图2,由左到右分别为基带处理单元,无线射频单元和5G测试终端。3.5GHz无线原型机系统关键参数配置见表1。

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图2.1  基带处理单元                 图2.2  无线射频单元          图2.3  测试终端

1   5G NR 3.5GHz 原型机系统关键参数表

参数

参数值

工作频段

3400MHz ~ 3600MHz

工作带宽

100 MHz

双工方式

TDD

天线

128发128收

2017年9月,爱立信与英特尔完成全球首个3.5GHz功能与性能的空口互操作测试,并在今年中国国际通信展期间展示了基于空口链路实时支持8K高清视频的VR体验。用户在VR体验侧可以随时切换不同场景,通过爱立信的5G空口将所切换的8K场景实时观看,如图3所示。爱立信携手英特尔第一个实现了终端异厂商的互联互通连接,此次测试为以后商用的产品打下了基础。

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图3  2017中国国际通信展期间爱立信与英特尔在3.5GHz无线原型机系统展示8K高清VR

 

爱立信28GHz无线原型机系统

爱立信28GHz无线原型机系统设备如图4,由左到右为基带处理单元,中间为无线射频单元和5G测试终端。28GHz无线原型机系统基本参数配置见表2。

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图4.1  基带处理单元            图4.2  无线射频单元       图4.3  测试终端

爱立信与IBM团队合作打造全球首个工作在28GHz的硅基毫米波相控阵列(PAAM)天线模块,该模块由4个单片集成电路和64个双极化天线组成,尺寸约为2.8英寸×2.8英寸,相当于普通智能手机尺寸的一半。这种紧凑型外形对于实现广泛部署该技术至关重要,尤其是在室内空间和密集城区部署。

2   5G NR 28GHz PAAM 原型机系统关键参数表

参数

参数值

工作频率

27.5GHz ~ 28.5GHz

工作带宽

800 MHz

双工方式

TDD

天线

256发256收

2016年,爱立信顺利完成了中国5G技术研发试验第一阶段测试,完成了高频关键技术和网络切片等关键技术验证,2017年爱立信在工信部实验室以及怀柔外场完成了5G技术试验第二阶段5G NR相关测试,测试内容包括低频广域连续覆盖,低频热点高容量,高频热点高容量,高低频混合等eMBB 场景以及低时延高可靠场景,顺利完成测试且结果符合预期,表现出色并受到表彰。如图5。

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图5   爱立信东北亚区研发总经理彭俊江(右二)在2017年9月的第二届5G创新高峰论坛上接受IMT-2020 5G 推进组颁发的5G技术试验二阶段表彰证书

5G无线原型机系统进一步拓展了对行业应用的支持

爱立信不但积极研发5G相关关键技术并推动标准化的进展,在5G应用方面也联携手合作伙伴展开深入的研究与尝试。

2017年9月中国国际通信展上,爱立信在28GHz无线原型机系统上实现了对实时远程操纵机械臂和4K高清视频的下载和播放的支持,展示了5G的低时延和大带宽的特性。控制器的手势信息先上传到5G网络并实时通过5G空口传输到机械臂上,机械臂可以根据手势的不同动作实时进行灵活动作,包括抓取、搬运等对时延要求很低的展示,如图6。

高可靠和超低延迟的网络是保证人机互动良好体验的关键。采用以用户为中心的5G网络架构,可以有效进行业务感知和分发,极大缩短业务时延。未来,通过5G网络远程控制,可以实现在危险环境中远程作业,有效保证人员财产安全。

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图6   远程操纵机械臂和4K高清视频下载播放

2017年5月,爱立信和北美运营商Verizon在印第安纳波利斯测试了在高速移动环境下5G的下行速率。爱立信5G原型天线位于汽车上方,用户终端放置在汽车的后备箱内,通过5G网络来精确而快速追踪高速移动的终端设备,从而保证提供超大带宽和极低时延的传输。在实际测试中,测试的下行速度峰值可以达到6.2Gbps、时延仅仅在3毫秒以内。之后,我们进行了一次“蒙眼”测试,为了真正展示爱立信5G网络的低延迟:我们把车窗完全用黑色胶带盖住,让驾驶员佩戴虚拟现实眼镜,车周边及环境的画面信息则仅仅通过车顶的摄像头拍摄,并由5G测试终端实时上传并通过5G网络发送回到赛车手的VR眼镜上,车手完全通过VR眼镜复现构建的图像进行操控。只有当网速足够快,时延足够低,且信息传输可靠的条件下,车手才不会产生错误判断或不适感,从而保证安全的高速驾驶。如图7所示。

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图7   驾驶员佩戴VR眼镜驾驶高速汽车

在2017年初巴塞罗那世界移动大会(MWC)上,爱立信在28GHz无线原型机系统上展示了实时5G遥控远程驾驶,体验者根据从50公里外的赛车场地上传输过来的实时视频体验逼真的驾驶环境,进而通过操控模拟方向盘来远程驾驶汽车,车载传感器还将行驶过程中的震动、触感等驾驶员可以感知的信息进行实时反馈,让远程驾驶者体会到身临其境的驾驶感受,展示了5G网络的超低时延的特性。如图8。

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图8   爱立信在巴展上的5G远程遥控驾驶展示

爱立信积极推动5G端到端产业链的成熟,携手众多行业合作伙伴展开端到段互连互通测试,包括领先的芯片厂商英特尔和展讯,仪表厂商是德科技(Keysight)和罗德与施瓦茨(R&S)公司等。爱立信与是德科技、罗德施瓦茨分别展开了3.5GHz相关功能测试。

5G技术将影响整个移动网络及相关的生态体系,包括从终端设备到无线接入、IP核心网、云计算都会受到影响。从无线接入的角度来看,5G将包括现有LTE技术的演进,并将增加新的无线接入技术,通常在更高的频率上实现接入。不同频段、技术标准和网络层的紧密互联互通对于确保数十亿设备、机器和事物的无缝连接,以及支撑用户、商业和工业应用至关重要。

爱立信5G无线原型机系统是技术创新的体现,旨在积累研发经验,在5G的浪潮中不断摸索尽快完善无线原型机系统。通过5G原型机,爱立信验证了诸多全新的5G空口能力,展示了许多新型用例突破了移动性为社会带来变革的极限。随着5G技术研发和标准的推进,以及商用日程的推近,未来全球运营商还将围绕5G展开更多的实际测试。爱立信将凭借在5G测试方面的技术能力和成熟经验,进而联手合作伙伴向其他行业展示5G能力,推动5G商用时代的顺利到来。


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