IBM和爱立信宣布5G发展的重要技术进展

毫米波（mmWave）电路工作在28 GHz频率，可以加速下一代商业网络的推出。毫米波频段比当前移动设备中使用的频段高十倍。

国际商业机器公司 y 爱立信 宣布了一项重要的技术进步，可以加速 5G 通信网络的推出，并以极高的传输速度支持公司和用户的移动通信新体验，包括物联网、联网车辆和沉浸式虚拟现实。

两家公司都创建了一款紧凑型毫米波 (mmWave) 硅基相控阵集成电路，工作频率为 28 GHz，并已在设计用于未来 5G 基站的相控阵模块中进行了测试。

今年，许多国家和政府都在开放电磁频谱的新频率部分，即毫米波频段，其频率比当前移动设备使用的频段高 10 倍，为 5G 网络提供了新的移动网络宽带来源。

IBM 研究中心和爱立信研究人员的这一成功是双方签署的为期两年的合作协议的结果，该协议旨在开发 5G 的相控天线设计。 IBM 在高度集成相控阵毫米波电路解决方案方面的专业知识，以及爱立信的移动通信电路和系统设计，帮助该团队实现了新的技术里程碑。

爱立信网络产品主管Thomas Noren表示：“去年，我们在5G标准化方面取得了非常令人鼓舞的进展，包括开始实时现场试验。为此，广泛的研究和开发工作是关键，我们与IBM研究院在相控天线方面的合作可以帮助运营商部署支持5G未来所需的无线电接入基础设施。涵盖人机交互的新用例和应用，“虚拟现实、智能家居设备和联网汽车将依赖于能够兑现更快数据传输承诺的创新技术。传输、扩展的带宽和更长的电池寿命。”

“El desarrollo de estas antenas en fase de ondas milimétricas para 5G supone un logro importante, no solo por su tamaño compacto y bajo coste, que la convierten en una solución comercialmente muy atractiva para compañías de equipos de redes y operadores, sino también por su potencial para desarrollar e inspirar nuevas ideas y motivaciones, hasta no imaginadas, que son el reflejo de una sociedad totalmente conectada”, añadió Dario Gil, vicepresidente de Science & Solutions de IBM Research.

让5G成为现实

3GPP 5G 规范预计将于 2017 年或 2018 年首次发布，但随着新用户体验和功能的测试和演示，业界已经取得了巨大进展，这些体验和功能实现了 5G 网络的更高带宽、更低延迟、高密度和更低功耗。

5G预计在某些场景下支持超过10 Gbps的传输速度。新功能的设计使用户可以在几秒钟内下载高清故事片；在体育赛事或音乐会等高密度环境中提供非常高的带宽以及流媒体和现场体验；体验实时响应时间以实现远程手术或完全身临其境的虚拟现实体验；以及将物联网环境中的远程移动设备的电池寿命延长至 10 年。

组件

为了使 5G 相控天线部署具有商业可行性，组件尺寸、重量、成本和性能是重要因素。 IBM 和爱立信团队取得的成果是第一个在 28GHz 频率运行的毫米波硅基相控天线模块，是朝着应对这一挑战迈出的重要一步。该模块由四个单片集成电路和 64 个双极天线组成，尺寸约为 2.8 x 2.8 英寸，约为标准智能手机尺寸的一半。实现这种紧凑的尺寸对于促进该技术的广泛部署是必要的，特别是在室内空间和高密度城市地区。

该团队报告的另一个性能进步是在发送和接收模式下同时双极性操作的演示。该功能允许相控天线模块同时形成两个波束，使同时服务的用户数量增加一倍，从而提高该技术的整体价值和经济性。

在移动通信中使用毫米波信号的一个主要挑战是在无线电之间实现足够的距离以支持所需的应用。在 28 GHz 下，每个单独的天线都很小，可以单独支持短通信距离，但组合多个小天线不仅可以增加范围，还可以将信号引导到特定方向。 IBM和爱立信的相控天线设计支持小于1.4度的波束控制分辨率，为用户提供高精度的波束控制。