中國移動終端實驗室首創5G多天線吞吐性能評估系統

5G時代來臨，比4G快10倍的高速率是5G最顯著的特徵，那在用户實際使用中，在各種複雜的場景下，5G到底有多快？不同5G手機速度差別大不大？

精準復現各類典型場景，準確評估5G終端高速率性能勢在必行！

11月15日，在中國移動合作伙伴大會上，中國移動終端實驗室發佈了業界首創的5G多天線吞吐性能評估系統——“玉衡系統”，並在《中國移動2019年智能硬件質量報告（第二期）》中詳細展示了不同芯片和終端的速率性能評估結果。

5G**多天線是關鍵更是挑戰

5G單用户數據傳輸速率平均0.5∼1Gbps，峯值速率超過1.5Gbps，比4G提升10倍以上，頻譜效率相較於4G提升5倍以上。那麼5G是如何達到超高速度的？這和端到端實現MIMO多天線技術密不可分。多天線技術可以成倍提升單位頻譜傳輸效率。

但從終端設計和實現來看，天線越多，挑戰越大。終端需要儘可能的輕薄便攜且續航持久，全面屏設計、大電池需求都極大壓縮了天線淨空區，芯片、攝像頭、傳感器、天線等各類關鍵元器件共用有限的內部空間。而且GPS定位需要天線，移動網絡需要天線，藍牙傳送需要天線，越來越小的空間和越來越多的天線無疑是一項非常艱難的挑戰。按照MIMO原理，多天線之間距離越大，相關性越小，整體表現越好。如果天線位置擺放不合理，距離過近，方向圖未優化好，將會帶來速率性能的成倍損失，無法提供5G超高速率的體驗。

目前推出的5G手機均支持多天線技術，不同的終端廠家對多天線設計推出了不同的方案，例如前不久發佈的華為mate30手機共有21根通信天線，其中14根天線用於5G通信。如何評估這些天線性能，提升速率表現，業界都在尋找好的評估方法和系統。

傳統的通信性能測試在5G時代面臨諸多挑戰，也存在很多不足。外場測試可復現性不強、問題難以定位，要求大量的資源投入。實驗室傳導測試難以構造現網空口信道環境，儀表測試無法評估天線設計、基站實現等多種因素對終端通信性能帶來的影響。原有的天線OTA測試僅構造了下行信道環境，無法真實呈現 5G基站波束賦形、終端SRS天線輪發等5G關鍵特性帶來的性能增益，跟5G手機的真實使用環境偏差較大，對5G手機優化的助力不足。

精準、精確、精工鑄就“玉衡系統”

中國移動發佈的5G多天線吞吐性能評估系統“玉衡系統”在研發過程中針對傳統方案的缺點逐一攻關，創新解決多個難題：

總體上，它採用真實基站+信道仿真器+多探頭暗室的方案，之所以引入64端口真實基站，是因為5G時代MassiveMIMO成為基站標配，其波束賦形、SRS聯動、預編碼等過程直接決定用户實際5G體驗。該方案准確還原終端和基站之間端到端真實的交互過程，使得評估結果更可靠更貼近現網。另外，“玉衡系統”中創造性實現了上下行信道互易的環境，克服了以往僅有下行信道環境的傳統方案缺陷，且全面支持5G Sub6GHz的端到端雙向性能測試，成為業界首套上行多天線評測方案。在工程實現上，“玉衡系統”的多探頭暗室直徑7米，內含16組雙極化探頭，精確構造上下行信道環境，具有業界領先的空間分辨率。通過逐點逐角度驗證，整套系統實現對信道場景的高精度復現，如模擬低、中、高速場景，其信道模型與理論偏差小於7%。

中國移動同期發佈的《中國移動2019年智能硬件質量報告（第二期）》中包含4款5G芯片和7款5G終端的全面評測，在對芯片和終端多天線吞吐量的性能評測中，“玉衡系統”還原了用户使用場景中的低、中、高速三種典型場景下各芯片和終端的表現差異，為後續終端和芯片的多天線優化方向提供參考。

何為“玉衡”？

“玉衡”是北斗七星的第五顆星，同時“玉衡”也是我國古代用於天文測量的儀器。“玉衡系統”的命名體現了中國移動發展高質量5G的初心。當前，5G處於商用初期，5G網絡和終端成熟度都還有較大的提升空間。中國移動將以“高質量5G”為指引，與產業攜手探索5G高質量發展之路，基於“玉衡系統”持續推動5G端到端性能優化，助力用户暢享5G網絡。