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仪海讯港: 用科技助力无线通信产业
来源:《中国商界》杂志    2019-01-10 11:30:31

  在人类发展的历程中,信息交流方式在不断演进。在古代,人们通过飞鸽传书、烽火狼烟等方式传递信息;而如今,随着科学技术的进步,人们的沟通方式也发生了根本性变化,随处都可以接触到各种信息,而且还非常方便快捷。

  在当今社会,移动通信产业已经成为社会运行的重要基础,也是社会经济发展的重要产业。国家统计局发布的“改革开放 40 年经济社会发展成就系列报告”显示,到2017年末,全国电话用户规模达 16.11 亿户,用户规模居世界第一。其中,移动电话用户数 14.17 亿户,是 1988 年的 47.25万倍。移动电话普及率由1995年的0.3部 / 百人提高到 2017 年的 102.5 部 /百人。近年来,我国移动基站的布局也在逐渐优化,覆盖率不断提高。截至 2017 年,我国净增移动通信基站59.3 万个,总数达到 619 万个。

  移动通讯产业的快速发展离不开产业链的协同配合,其中,无线通讯信道测量、建模等为无线通讯的发展起到了保驾护航的作用。而在国内,专注于这方面的企业却相对较少,大多依靠于国外的技术或产品,这在很大程度上制约了我国移动通讯产业的发展。

  用“产学研”模式让科研真正落地

  在通信系统中,信道在传输过程中遭遇不同环境的时候,信号就有可能改变传播机制,这就需要通过建立模型来制定不同环境下的传播机制。“关键是建造空间环境的模型出来,才能够在虚拟环境中模拟出现实中的环境,所以建模是非常核心的技术。”北京仪海迅港科技有限公司总经理张辰对中国商界杂志记者说。仪海讯港作为一家专注信道测量、建模和信道模拟器科技型企业,在依托于北京邮电大学的技术的同时,也积极与国内领先的实验室合作,形成了“产学研”运行模式。张辰表示,在技术上,仪海迅港与北京邮电大学的技术团队进行合作,对方提供核心的算法,仪海迅港从功能、性能等方面落实在设备或系统上来,最后实现商用。在这之前,张辰任职于一家大型通讯设备厂家,对于做硬件、产品及管理方面都比较熟悉,在得知北京邮电大学这方面的技术落地后,便与北京邮电大学合作成立了仪海迅港项目。

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无线通讯仿真仪

  “仪海迅港成立是 2015 年 8 月,在刚成立的时候,因为资金紧张,筹备工作基本上都是张辰一个人在做,直到 2016 年 8 月才真正开始市场运营。”张辰对记者说。在这两年,随着国内创业创新热潮的兴起,张辰希望通过自己的努力来替换掉国外的技术、产品。

  仪海迅港所专注的无线信道领域,其实是一个分步骤、连贯的过程,并提供一套完整的解决方案。张辰介绍说,要实现这一过程,首先要做无线信道的采集、分析,然后通过模拟器来建模,最后是搭建一个 OTA 的环境。

  目前,仪海迅港已经开始了 5G相关的建模与仿真技术研究。

  应用场景不断增加 场前景广阔

  近年来,我国无线通信技术发展迅速,技术创新取得了众多突破。然而,新技术性能的评估却极大受限于拥有自主知识产权的信道仿真仪研发,并逐渐成为产业发展的一大制约点。在移动通信朝着第五代发展的关键时刻,各种关键技术如毫米波通信、大规模阵列天线技术、3D MIMO 技术等在学术界和产业界都得到了相当的重视和深入的研究,同时这些技术的发展与应用也对现有的无线信道模型提出新的挑战。

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工作人员调试设备

  随着TD-LTE (Time Division-Long Term Evolution) 试验网在我国的部署,新一代移动通信系统正向人们走来。国际上相关领域的科技人员正加紧对于第五代无线通信(5G)关键技术的研究。为了保持我国在无线通信标准化领域技术领先地位,在我国政府相关部门的大力推动下 , 国内相关科研机构和企业都在积极推进5G 标准化。为了便于对 4G 系统中MIMO-OFDM (Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing) 关键技术和 5G中大规模 MIMO 和高频段等关键技术进行验证,加快开发适于我国电波传播特征的无线新技术,信道仿真仪成为各项技术研究的必备仪器。在这样的学术背景下,国内各大科研院所对信道仿真仪的需求越来越大。然而,国内在相关领尚无成熟的研究成果,不少单位只能耗巨资从国外引进,开发拥有自主知识产权的高性能信道仿真仪变得越来越迫切。

  除此之外,在商业领域的需求也非常之大,比如车联网、物联网,特别是工业物联网,包括区域性的微蜂窝,对于信道的复杂度呈几何数量增长,所以传统的测试方式、性能测试的结果不能够完全变现出信道的特点,所以需要与先进的技术结合进行研发测试、产品测试等。张辰表示,在一些极端或者难度比较大的情况下,比如航空航天、高速动车组的通讯等,如果需要分析其无线信道环境的难度很大,所以需要通过虚拟的环境来对其进行测试。同时,为了提高效率,比如一辆车经过不同的路段,如果不使用模拟仿真测试,就需要去不同的路段进行测试,非常耗时耗力,但是如果能够把这些环境搬到实验室来进行测试,不仅省时省力、节约成本,测试坏境地更加稳定。

  同时,“ 从 2G 到 3G, 再 到4G,再到即将来临的 5G,传输速度越来越快,在人们享受科技带来的越来越好的体验的时候,无线信道传输也变得越来越复杂。这个时候,不管是运营商也好还是厂商也好,为了给用户带来更好的体验,就需要通过更多更先进的测试方法来验证通讯服务性能。”张辰说。

  根据中国信通院《5G 经济社会影响白皮书》预测,2030 年,5G 带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3 万亿和 10.6 万亿元。从产业结构来看,拉动产出增长的动力随着 5G商用进程的深化而相继转换。在 5G商用初期,运营商大规模开展网络建设,5G 网络设备投资带来的设备制造商收入将成为 5G 直接经济产出的主要来源。预计 2020 年,网络设备和终端设备收入合计约 4500 亿元,占直接经济总产出的 94%。在 5G 商用中期,来自用户和其他行业的终端设备支出和电信服务支出持续增长。预计到 2025 年,上述两项支出分别为 1.4 万亿和 0.7 万亿元,占到直接经济总产出的 64%。

  “5G 时代即将来临,仪海迅港还与一些设备和终端厂商及运营商积极进行合作。未来,我们将把技术推到生产相关领域,这方面对设备的性能要求虽然相对较低,但是需求量会比较大。”张辰说,“现在生活中的很多东西都在尝试智能化,而智能化的产品大多都使用无线网络,只要有无线的需求,我们就可以把我们技术植入到其生产环节当中,这是以后的一个方向。”

  致力于标准建立引领行业发展

  在移动通讯的标准建立上,我国很长一段时间都落后于国外,这重制约了我国通讯产业的发展。“从大的形势上来说,不管是产业链还是技术层面,我国的移动通讯发展从严格意义上说是从 3G 时代开始才有了自己的标准——TD-SCDMA。到了4G 时代,基本上达到了与国际同轨的水平。而在 5G 时代,我国在国际上将会处于引领地位。”

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仪海讯港日常会议

  5G 有相应的标准,而在无线信道的层面上也有其相应标准。张辰说:“我国做这方面的企业很少,而且真正有强大理论支撑的就更少了,90%以上都是使用的国外无线信道测试产品或技术因为他们进入得比较早。等我们发展起来之后,希望能够慢慢替代国外的产品、技术,打造我们自己的标准。”

  对于未来的发展,张辰表示,首先要在行业内做深做精,仪海迅港与北京邮电大学合作也担负着把科技成果落到实处的重任。为推动 5G 相关的产业发展做一些努力。仪海迅港作为产业链中的一个环节,将为 5G事业做出自己的贡献。张辰进一步表示,“以前的通讯技术标准都是跟在别人的后面,在 5G 标准的制定上,谁掌握标准谁才掌握主动权,我国将站在主导地位。要想站在技术的最前沿是需要靠标准来说话的,这才是真正的黄金实力。”

  同时,张辰对我国无线通讯发展表示忧虑,他说:“现在好多技术或产品都是在应用侧方面的,比如一些互联网企业,而且也是现在最热的,反而真正的基础科学没有获得重视,其实互联网应用也要依托于无线通讯网络,比如现在网络购物,大部分都是用手机购买,如果没有无线网络就谈不上互联网产业的腾飞。对于这些我们是比较担忧的。但是不管有多忧虑,无线通讯的发展一定是不可阻挡的,只是在社会关注度上,包括通讯在内的基础科学的研究应该倾注更大的关注。”(文 / 本刊记者 宋兹鹏)

  链接

  无线信道模拟器,主要用于给出信号在经过现实环境中的各种变量的影响后的模拟信号。无需实地测量,在模拟器中输入需要测试的信号,输出信号即所需的测量信号。无线信道模拟器支持对无线信号传播中的路径损耗、阴影衰落、多普勒效应和多径衰落进行模拟,根据上位机下发的目标间相对速度、相对距离、信号频率、衰落类型、延迟类型等条件配置信道参数,实时计算信道条件,模拟真实信道特性。

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