【经验】是德科技信道测量参考解决方案助NTT DOCOMO快速生成精确模型，抢占5G市场先发优势
为了实现5G的终极目标，开发人员正在将毫米波（mmWave）频率、超宽带宽和大规模多路输入/多路输出（MIMO）方法相结合。尽管这些方法给发射机和接收机的设计增加了不确定性，但最大的未知因素仍是存在于5G用户设备（UE）和基站之间形成的空中（OTA）无线信道中。
为了对信道进行全面表征，必须根据信道性能创建相应的数学模型，然后再使用这些模型定义5G的新空口标准。信道测量技术便是一种能够了解信道、进而实现5G所需的数据速率、频谱灵活性和带宽的有效方法。
这便是日本最大的移动网络运营商NTT DOCOMO公司曾经面临的挑战。其名称源自于短语“进行移动网络进行通信”（do communications over the mobile network），同时还是日语短语“doko ni demo”的缩略语，按照无线移动性的精髓，其含义是“无处不在”。
作为行业领先的创新者之一，NTT DOCOMO一直致力于及时部署其5G移动网络，以便在2020年夏季的东京奥运会上投入使用。为了定义和优化能够实现5G承诺的网络，同时避免设计过度，NTT DOCOMO需要一种精确、可靠和可重复的方式来表征信道传播。
挑战：多毫米波建模使用案例
对于NTT DOCOMO的开发人员来说，一个旨在创建行业领先通信平台的十年规划为他们注入了共同的奋斗源泉。公司的主要目标是支持新的订户服务，其中包括为人们提供更多带宽，为机对机和物联网（IoT）连接提供更大的容量，以及为虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用提供最小的时延（图1）。
为了加速该平台实现商用，NTT DOCOMO针对用于高速移动场景的28GHz频段、以及固定无线应用的67GHz的5G新空口（NR）进行了重点调查。此项研究揭示了两个关键挑战：通过毫米波信道捕获数据，以及计算可用于移动网络信元设计的数学模型。
要创建必要的模型，必须在2x2的场景矩阵中捕获信号：城市和乡村；固定无线设备和高速移动设备（例如，在“子弹头”列车上）。主要测量包括频率响应、路径损耗、功率延迟曲线（PDP）、多普勒频移、到达角（AoA）和离开角（AoD）。这些测量面临着一系列潜在的艰巨挑战：生成和分析宽带毫米波MIMO信号；进行宽带系统校准；实现精确的发送/接收定时；以及管理数据收集和存储。
捕获的数据可用作信道模型的输入，其中包括诸如人体或树叶等障碍物的影响，降水或湿度引起的衰减，以及由于建筑物和其他结构所引起的多径和反射。信号分析软件必须能够提取所有感兴趣频率的无线信道模型。然后将生成的模型用于移动网络的设计中，以帮助开发人员确定小区站点的最佳的位置和数量。
解决方案：适应特定需求
捕获随时间变化的多径毫米波信号需要高度复杂的多通道仪器，以提供精确的定时、清晰的同步和先进的软件。为了满足这些要求，NTT DOCOMO转向了值得信赖的合作伙伴：是德科技。鉴于此前与是德科技的合作成果，研究团队很容易想到可以成功覆盖28GHz和67GHz的信道测量解决方案。
是德科技的信道测量参考解决方案包括两类核心组件：
用于信号生成和采集的现成的计量级硬件
用于仪器控制、系统范围内校准、信号生成、信号分析和参数提取的PathWave软件
相位相干的多信道测量
这种体系结构使研究人员能够使用、增强和修改测试平台，以满足特定的需求并实施高级测量（图 2）。例如，使用宽带MIMO数据捕获技术的能力，使得他们可以用更少的测量值和更高的多径参数分辨率来测量角度扩展。
结果：抢占了市场先发优势
通过这些功能，NTT DOCOMO能够在28GHz和67GHz的空中接口上运行两倍数量的测试。最终，开发的模型使开发团队能够测试十多个关键的信道特性，从而加深了对各种场景矩阵中信道传播的了解：城市和农村环境中的高密度固定无线和高速移动设备。
通过与是德科技的无缝协作，NTT DOCOMO可以快速生成精确的信道模型，这有助于最大限度地降低设计风险，并在网络级别将总体开发时间缩短了大约20%。这使该公司有机会率先进入市场，并获得比竞争对手早12个月的上市时间优势。
面向未来
随着5G技术和标准的不断发展，空中接口的模型还需要进一步完善。这就是为什么参考解决方案具有可扩展性和可升级性的原因，随着5G测试规范的成熟，该方案能够在更高的频率下测量更多信道。
由于构成该方案的许多硬件和软件组件都是现成的是德科技产品，因此这些产品可以很容易重新用于5G研究、开发和验证的其他方面：例如捕获、解调和分析5G信号；5G信号的调制和生成；芯片组设计、开发和验证；用户设备的设计、分析和验证；基站的设计、分析和验证；物联网设备的设计、分析和验证。
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