揭秘中興通訊5G創(chuàng)新黑科技

在中興通訊上海研究所，隱藏著一個(gè)不為人知的研發(fā)機(jī)構(gòu)，大部分中興員工都不太了解。如此保密和低調(diào)的背后，卻走出了震驚全球移動(dòng)領(lǐng)域，屢獲殊榮，譽(yù)滿全球的高科技創(chuàng)新產(chǎn)品，例如2016年巴塞羅那世界移動(dòng)大會(huì)，中國(guó)企業(yè)第一次榮獲“最佳移動(dòng)技術(shù)突破獎(jiǎng)”和“CTO Choice”雙料大獎(jiǎng)的中興Pre5G MM產(chǎn)品,例如今年在歐洲Orange SA網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了5G全息通信...

基于在5G領(lǐng)域多年的深厚積累，中興通訊在5G核心技術(shù)和產(chǎn)品領(lǐng)域做出了卓越成就。筆者有幸探訪了中興通訊5G創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。在這個(gè)不許拍照、不許錄像的實(shí)驗(yàn)室里，琳瑯滿目地陳列著各種5G黑科技和實(shí)物，可以直觀地觸摸到平時(shí)經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)、卻難得一見(jiàn)的核心科技產(chǎn)品。特別是中興通訊在Massive MIMI產(chǎn)品的系列創(chuàng)新和突破，為5G MM產(chǎn)品定義了新的業(yè)界標(biāo)桿。

黑科技之一：天線一體化

5G 相對(duì)于4G天線的最大特征，就是通道數(shù)成倍增長(zhǎng)。中興通訊的突破性創(chuàng)新，最直觀的感受就是天線部分。

2015年，中興通訊突破性的架構(gòu)創(chuàng)新，業(yè)界首創(chuàng)射頻和天線一體化融合天饋系統(tǒng)，采用PCB直插式架構(gòu)，無(wú)饋線，無(wú)電調(diào)，插損更小并且可以進(jìn)行靈活的數(shù)字側(cè)波束賦形。天線和射頻模塊從分離架構(gòu)走向了一體化架構(gòu)，原來(lái)的架構(gòu)是BBU+RRU+天線變成了BBU+AAU，目前已成為全行業(yè)5G宏站天饋前端的通行做法。

下一代Massive MIMO天線，中興通訊將實(shí)現(xiàn)天線和濾波器的一體化融合，并將更多技術(shù)研究成果應(yīng)用于5G設(shè)備中，進(jìn)一步降低5G基站整機(jī)體積和成本。讓5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更輕松，更便捷。

黑科技之二：濾波器微型化 無(wú)線電信號(hào)從天線發(fā)射出去前，需要經(jīng)過(guò)濾波器進(jìn)行處理。4G Massive MIMO采用的是和傳統(tǒng)宏站一樣的金屬腔體濾波器。為了使用5G基站通道數(shù)增加以及整機(jī)降重降體積的需求，2017年中興通訊采用一體化成型，自動(dòng)化調(diào)試工藝，在同等性能要求下，使用小腔體濾波器實(shí)現(xiàn)了體積縮小70%，重量縮小50%的成果，為整機(jī)瘦身。2019年，中興通訊將采用新一代的陶瓷濾波器，使整機(jī)更輕更薄。在未來(lái)產(chǎn)品中，中興通訊將實(shí)現(xiàn)天線和濾波器的一體化融合，進(jìn)一步給整機(jī)降體積省成本。

黑科技之三：功放芯片化 功放是射頻部分最重要的最重要的組成部分，功放性能直接決定了整機(jī)功耗、散熱等參數(shù)。

2015年之前，中興通訊4G Massive MIMO的功放采用LDMOS材料，效率約百分之四十，機(jī)頂功率120W。在2017年，采用芯片化結(jié)合GaN（氮化鎵）材料，實(shí)現(xiàn)功放器件小型化飛躍，面積縮小1/2，機(jī)頂功率可以達(dá)到200W，功放效率達(dá)到47%。5G第二代功放將在第一代基礎(chǔ)上繼續(xù)集成化，面積持續(xù)縮小，效率達(dá)到50%，帶寬達(dá)到200MHz，機(jī)頂功率達(dá)到320W。

功放效率和尺寸的演進(jìn)，就像是中興通訊Massive MIMO整機(jī)的演進(jìn)的縮影，尺寸持續(xù)縮小，效率不斷提升，熱耗不斷降低。

黑科技之四：芯片自主化 如果將一臺(tái)5G 整機(jī)比做汽車(chē)的話，芯片和算法便類似于發(fā)動(dòng)機(jī)與控制系統(tǒng)。中興通訊具備完整的基站核心芯片自主研發(fā)能力，并實(shí)現(xiàn)了基帶芯片從28nm到7nm設(shè)計(jì)能力的飛躍，7nm芯片將在今年商用，并預(yù)計(jì)在2021年實(shí)現(xiàn)基帶芯片5nm。同時(shí)數(shù)字中頻芯片也實(shí)現(xiàn)了從40nm到7nm的三代自主研發(fā)，7nm芯片將在今年商用，并計(jì)劃下一代芯片將實(shí)現(xiàn)5nm。

中興通訊的自研算法，為Massive MIMO整機(jī)性能保駕護(hù)航。通過(guò)Massive MIMO 系統(tǒng)仿真平臺(tái)和鏈路仿真平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)級(jí)性能的提升，通過(guò)性能優(yōu)化平臺(tái)和智能節(jié)電平臺(tái)進(jìn)行設(shè)備級(jí)的性能提升。

黑科技之五：基站輕量化 5G基站引入大規(guī)模天線技術(shù)，AAU的體積、重量、散熱都受到挑戰(zhàn)。中興通訊通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)優(yōu)化整機(jī)體積重量，引入新材料、新工藝，在整機(jī)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了輕量化。例如傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的散熱齒，下部熱量上部擴(kuò)散，造成散熱齒結(jié)構(gòu)上部溫度高，降低散熱效率，成為散熱瓶頸。中興通訊獨(dú)特的V齒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改進(jìn)散熱氣流，使冷空氣正面進(jìn)兩側(cè)出，避免熱級(jí)聯(lián)，散熱提升20%，成為業(yè)界首創(chuàng)。

5G第一代Massive MIMO基站體積和重量都已減少1/3，下一代基站，在陣子數(shù)不變的情況下，AAU厚度會(huì)進(jìn)一步降低。

自主構(gòu)建DevOps研發(fā)管理平臺(tái)

為了有效支撐全球范圍內(nèi)3萬(wàn)多專業(yè)研發(fā)人員同時(shí)進(jìn)行的管理需求，中興通訊以安全合規(guī)為基石，將IT理念應(yīng)用于CT研發(fā)管理，開(kāi)發(fā)出獨(dú)樹(shù)一幟的DevOps系列化研發(fā)管理工具和流程，分布在7個(gè)不同城市的11個(gè)數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模服務(wù)器云組成，支持全球15個(gè)研發(fā)中心、超過(guò)600個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)需求，保障軟硬件產(chǎn)品質(zhì)量、人均效率提升50%，大大加快了研發(fā)整體進(jìn)度。

以2018年為例，中興通訊年代碼變更量超過(guò)10億行，程序員代碼產(chǎn)出量處于業(yè)界領(lǐng)先地位，代碼開(kāi)發(fā)效率超過(guò)主流互聯(lián)網(wǎng)公司。生成制品數(shù)量2.3億、下載制品次數(shù)10.6億、制品上傳量1.5PB，制品下載量2.2PB，制品庫(kù)中央集群部署規(guī)模位列全球前沿。安全合規(guī)實(shí)現(xiàn)了零違規(guī)、零缺陷、零漏洞、零病毒；每日構(gòu)建次數(shù)超過(guò)14萬(wàn)次，是中國(guó)為數(shù)不多的日構(gòu)建量超過(guò)10萬(wàn)次的公司。

通過(guò)自動(dòng)化、敏捷化和智能化，DevOps系統(tǒng)很好的支撐起了中興整體研發(fā)流程，為中興產(chǎn)品質(zhì)量及研發(fā)效率提供了強(qiáng)有力的保障。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代下的極速研發(fā)，有力保障了中興的產(chǎn)品質(zhì)量和研發(fā)進(jìn)度。

開(kāi)放合作，互惠共贏 中興通訊在苦練內(nèi)功，不斷提升產(chǎn)品科技競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，也主動(dòng)敞開(kāi)大門(mén)，積極與業(yè)界伙伴開(kāi)放合作、互惠共贏。

目前，在核心網(wǎng)、芯片、終端、測(cè)試儀表等5G相關(guān)領(lǐng)域，中興通訊已經(jīng)與20家合作伙伴完成了一系列的合作和互通性測(cè)試，取得了一系列的領(lǐng)先的成果。如：與高通和中國(guó)移動(dòng)合作完成全球首個(gè)基于2.6G的SA互操作性開(kāi)發(fā)測(cè)試（IODT, interoperability and development testing），全球首個(gè)基于3.5G的NSA IODT；與中國(guó)聯(lián)通合作完成了全球首個(gè)商用終端的first call和中國(guó)電信首個(gè)基于R15版本的SA架構(gòu)下3.5G的外場(chǎng)first call。