標準先行技術跟進 2018年5G列車加速駛入商用時代

自2017年底，5G NR標準的第一稿正式推出以來，5G商用進程向前邁出了實質性的一步，那一刻起，全球越來越多的半導體及終端廠商都爭先恐後地開始基於該草案研發各種商用化的產品和技術，以搶佔市場先機。隨著2018年下半年的漸行漸近，備受關注的Phase 2的一些草案也被提上日程，Phase 2將真正確定關於5G SA的獨立組網標準，5G技術躍入商用化時代又將邁出關鍵一步。

那麼，關於5G獨立組網(SA)和非獨立組網(NSA)兩種不同的組網標準，全球主流運營商都作何選擇?它們各自在技術和市場化層面上又有哪些優劣勢?未來要更多地擴展到毫米波頻段，在技術和應用端又存在哪些挑戰?5G商用化時代步步逼近，對晶元端特別是射頻前端的晶元設計又會有哪些重要影響?4月11日，在「第七屆EEVIA年度中國ICT媒體論壇暨2018產業和技術展望研討會」上，記者採訪了來自NI、Qorvo等全球眾多半導體行業領先廠商的專家們，針對上述多個問題進行了深入的交流和探討。

考慮成本及商業化進度 NSA與SA標準運營商各有取捨

眾所周知，NSA與SA是5G領域兩種不同的組網標準，去年12月份，NSA的第一版標準正式完成，成為各大廠商布局5G技術及產品開發的重要指導方針。據傳，今年6月，SA的第一版標準也將正式落地，屆時所有國家的運營商都會基於該標準開始做商用試運行和技術研發，5G時代的大幕正徐徐打開。

針對NSA(非獨立組網)和SA(獨立組網)兩種標準，商用層面上各自擁有哪些優劣勢?目前全球各大運營商都是做何選擇?Qorvo亞太區移動事業部市場戰略高級經理陶鎮告訴記者：「目前來看，全球運營商的布局只有中國移動和中國電信兩家走的是SA路線，其他絕大多數運營商包括中國聯通在內都選擇了布局NSA路線。這主要是由於SA布網需要全部的設施重新投入，其中包括核心網、接入網以及數據鏈網都需要基於5G-NR來做，投入是相當巨大的。而NSA非獨立組網的好處在於核心網和接入網可以基於4G-LTE展開，只需要在數據內容層面去做5G的基站部署即可，從資本的角度來看會節省很多。」

Qorvo亞太區移動事業部市場戰略高級經理陶鎮

不過，從長遠來看，真正步入5G大規模商用成熟時段，未來NSA路線最終還是要逐步向SA過渡。陶鎮表示：「相比NSA非獨立組網而言，SA的所有核心網，從接入網的數據層面、控制層面以及語音層面上都是純粹的基於5G-NR，而NSA只是中間的一個過渡，未來運營商們都會逐步過渡到SA，這只是時間問題。因為在運營商看來，純粹的5G有著4G時代所不能夠實現的諸多功能，比如網路虛擬化管理、網路切片等功能，而且在5G網路中，相比4G而言運營商可以節省更多的成本。這些是NSA在組網方面所不能夠實現的，這就是為什麼中國移動和中國電信第一步就選擇做SA，這是國家使命。3G時代我們處於跟進狀態，4G與全球齊頭並進，而到了5G時代，國家希望能夠處於領先的狀態，雖然從資本投入來說相比NSA會耗費更多的成本，但比起運營商未來的投資成本以及為用戶服務的角度來說，純粹SA的5G一定是真正的5G。而其他國家，事實上運營商方面是並沒有國家政策的優惠扶持的，因此他們在戰略布局上會更多地考慮到投入成本，所以自然NSA成為了他們第一步的選擇。」

5G和毫米波時代 通信模塊設計複雜度成倍提升

誠然，無論是SA或是NSA組網模式，對於消費者來說無疑都是一種網路體驗層面上的大幅提升。但對於整個產業來說，NSA非獨立組網顯然能夠更快速的推進5G技術的商用，不過這也將面臨更多的技術挑戰。NI中國區技術市場工程師馬力斯表示：「在實際應用中，非獨立組網在滿足5G要求的同時，也需要並行兼容4G要求去在頻段上做一些重合，其中干擾、頻譜以及混合模式帶來的問題都會給業內廠商提出更多新的挑戰。」

在新版的5G New Radio中，隨著更多新技術的逐步加入，業內會看到未來有更多的頻段(特別是當下非常火的毫米波頻段)，將會成為5G主要集中研究的方向。馬力斯告訴記者：「4G LTE時代，一個重要的變化就是在子載波間距上，基本上使用的都是15KHz這樣固定的子載波間距，但到了5G NR部分，就需要用更靈活的子載波間距。因為後面若要擴展到毫米波頻段，包括帶寬和子載波間距在內都需要做一個非常大的調整，而不是使用原來這種固定的方式，這些調整對設計也會提出一些新的要求。比如帶寬方面，除了sub-6GHz外，毫米波部分可能會更多的考慮到像400MHz這樣的帶寬，這種帶寬對測試廠商來說，特別是像一些高端的射頻前端晶元，可能還會用數字預失真以及包絡跟蹤這種方式，這其實就需要測試設備有一個更高的帶寬才能滿足這種設計的要求。」

NI中國區技術市場工程師馬力斯

對於應用端特別是智能手機領域，毫米波的一些要求其實也會對通信模塊的設計複雜度帶來更多的考量。馬力斯補充道：「因為毫米波本身波長的變化，導致天線會變得比以前小很多，集成到手機上面相對來說比較容易。而小很多的這種天線在毫米波部分，需要做很多beamforming，如果再去做天線陣列的話，就需要考慮進行天線陣列attena array方式的設計。另外，相位雜訊和SNR是否有一個非常好的指標，毫米波部分LO是否有一個非常好的指標，其實都是非常大的考量。當然，還有一些其他的方面，比如OTA測試，OTA要做Calibration，一些校準的問題就會暴露出來。種種問題，最後集中到一點，就是測試的時間和成本問題，如果除了考慮這些問題複雜度外再考慮到Business方面的一些問題，整個的挑戰就相當巨大了。」

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