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1.  La 5G a encore un long chemin à parcourir.

Cette année marque le début du déploiement commercial à grande échelle de la 5G et inaugure l'ère de la 5G (2020-2030). Le développement commercial de la 5G ne fait que commencer. Le chemin à parcourir est encore long et complexe. On prévoit qu'il se déroulera en trois grandes étapes.

① Au cours du premier semestre de cette année, les réseaux et terminaux 5G étaient principalement basés sur la technologie NSA, avant d'évoluer vers la technologie SA. Actuellement, la couverture du réseau 5G est insuffisante (elle se concentre sur les grandes agglomérations, les zones urbaines principales des villes ordinaires et certains besoins spécifiques des entreprises), les prix des terminaux et modules 5G restent relativement élevés, et les services 5G sont principalement axés sur les services haut débit eMBB, tels que les applications vidéo et de jeux.

5. Du second semestre de cette année à 2021, la 5G SA connaîtra un déploiement commercial à grande échelle, l'URLLC sera progressivement modernisée, le edge computing sera déployé de manière ordonnée en fonction de la demande et la chaîne de valeur de la 5G gagnera en maturité. Les réseaux 5G assurent une couverture continue dans les zones urbaines et s'étendent progressivement aux zones rurales pour répondre aux besoins des entreprises. Les prix des terminaux et modules 5G ont baissé et les services 5G évoluent vers une faible latence.

③ Au cours du second semestre 2021 et au-delà, la couverture du réseau 5G continuera de s'étendre, et sa profondeur et son épaisseur augmenteront progressivement. Offrant une bande passante plus importante, une latence plus faible et une sécurité renforcée, elle répondra pleinement aux besoins des applications en matière de vitesse, de fiabilité et de faible latence. Elle jettera les bases de l'intelligence des réseaux numériques pour des milliers de secteurs. Les applications industrielles de la 5G connaîtront une croissance exponentielle, et la 5G s'intégrera véritablement à tous les aspects de la vie quotidienne.

2.  La technologie 5G doit continuer d'évoluer.

À l'heure actuelle, il semble que les objectifs de la première étape mentionnés ci-dessus aient été atteints. Rétrospectivement, sous l'égide du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, le groupe de promotion IMT-2020 (5G) a mené, depuis janvier 2016, des essais de recherche et développement sur la technologie 5G (répartis en trois phases : vérification des technologies clés, vérification de la solution technique et vérification de l'interconnexion des systèmes). Les principaux fabricants d'équipements système, tels que Huawei, ZTE, Ericsson et Datang, participent activement à l'élaboration conjointe des exigences techniques et des spécifications de test, à la réalisation exhaustive des essais et des vérifications, et contribuent ainsi à l'accélération de la maturation de l'industrie 5G. Les fabricants de puces, comme Qualcomm, et les fabricants d'instruments, comme Keysight Technology, participent activement à l'accélération du déploiement de la version 15 (Rel-15) en réalisant des tests d'interconnexion avec les fabricants d'équipements système. L'ensemble de la chaîne industrielle 5G NR est ainsi complétée.

Dans les deuxième et troisième étapes mentionnées ci-dessus, afin d'atteindre l'objectif de promouvoir une véritable intégration de la 5G dans tous les secteurs, au service du public et même en faisant en sorte que « la 5G change la société », il est urgent d'accélérer la recherche sur les technologies clés de la 5G.

Version complète de la 5G, la Rel-16 introduit de nombreuses fonctionnalités système améliorées afin d'optimiser les performances des applications métier eMBB et URLLC. Premièrement, elle accroît la capacité du réseau grâce à l'utilisation de plusieurs antennes, l'absence de licence, l'utilisation de bandes de fréquences plus élevées, le relais, l'intégration fixe-mobile, etc. Deuxièmement, elle améliore les capacités de base grâce aux technologies SON/MDT, au positionnement, à l'économie d'énergie des terminaux, à la voix, au découpage de réseau, à l'automatisation, etc. Troisièmement, elle étend les applications sectorielles grâce à une faible latence et une haute fiabilité, notamment pour l'Internet des véhicules, l'Internet industriel et les réseaux locaux verticaux.

La technologie et les normes 5G sont encore en développement. La version standardisée Rel-17 est sur le point d'être lancée afin de cibler davantage de secteurs d'activité verticaux liés à la 5G. Elle permettra d'étendre et d'affiner les fonctionnalités système que les versions Rel-15 et Rel-16 n'ont pas pu réaliser, afin de se rapprocher de la vision de la communication mobile 5G : une interconnexion complète, une couverture totale et une application étendue. Plus précisément, la première catégorie de la Rel-17 concernera les technologies de continuité, notamment la faible latence et la haute fiabilité, l'Internet industriel, l'économie d'énergie des terminaux assistée par le réseau, l'amélioration de la technologie multi-antennes, le positionnement, l'Internet des véhicules, la technologie de relais, les communications à spectre plus élevé, les solutions sans licence, les communications par satellite, l'amélioration de l'architecture orientée services, le découpage de réseau, l'automatisation du réseau, le calcul en périphérie SON et d'autres technologies de réduction de la latence. La deuxième catégorie de Rel-17 concernera de nouveaux projets tels que la diffusion multicast, la communication directe entre terminaux (pour les communications d'urgence et les applications commerciales), l'optimisation des terminaux multi-SIM, les services interactifs, les solutions d'optimisation de la transmission de petites quantités de données, l'amélioration de la couverture, les applications de connexion à grande échelle pour une couverture régionale et à vitesse moyenne, permettant de nouvelles applications et de nouvelles capacités.

3.  Support solide : tests et mesures 5G

Les experts reconnus du secteur prévoient que la période 2021-2022 sera la phase de construction d'un réseau 5G complet basé sur la version 16, et que la période 2023-2025 verra l'amélioration des capacités du réseau 5G basé sur la version 17.

Il apparaît clairement qu'avec les versions Rel-16 et Rel-17, l'industrie 5G de bout en bout entrera dans une nouvelle phase de développement innovant et plus importante.

L'ensemble de l'industrie 5G englobe les puces, les terminaux, les stations de base, les réseaux 5G, les logiciels de conception de puces, les lignes de fonderie de puces, l'instrumentation (test et mesure), les systèmes d'exploitation, les applications, etc. Parmi ces éléments, la technologie de test intervient tout au long des phases de R&D, de production et d'acceptation des stations de base, des puces et des terminaux 5G, et influencera directement le processus d'industrialisation ultérieur de l'ensemble de la chaîne de valeur de la 5G.

On peut donc affirmer que la 5G offre des possibilités de test et de mesure des communications aussi étendues que la 5G. On peut prévoir qu'avec le développement continu des réseaux mobiles haut débit 5G et de l'Internet des objets, notamment pour les nouvelles applications dans l'industrie, le médical, la robotique, les communications inter-véhicules et d'autres domaines visant à concrétiser l'Internet de tout, la demande en équipements de test tels que les simulateurs de stations de base, les simulateurs de terminaux, les systèmes de test de conformité RF, les systèmes de test de conformité RRM, les analyseurs de signaux MIMO massifs et les simulateurs de canaux MIMO massifs augmentera. Par exemple :

① Un émulateur de terminal est nécessaire de toute urgence pour la vérification des prototypes système. Les travaux de recherche et développement ultérieurs au niveau système, ainsi que la vérification des prototypes de la technologie de communication 5G, requièrent impérativement le support de simulateurs de terminaux 5G. Ce simulateur doit répondre aux exigences techniques des différents scénarios 5G afin de réaliser la simulation de la couche physique et du protocole de haut niveau des terminaux 5G. Il doit pouvoir implémenter avec flexibilité des solutions technologiques d'interface radio côté terminal et collaborer avec les fabricants d'équipements système pour mener à bien divers tests des nouvelles technologies 5G.

② Il existe un besoin urgent d'instruments de simulation et d'analyse des signaux 5G. Lors du développement et de la production d'équipements, des tests qualitatifs et quantitatifs, ainsi qu'un contrôle des différents paramètres des composants et produits semi-finis, sont indispensables. Une fois la machine complète fabriquée, son fonctionnement, ses performances et sa fiabilité doivent être testés de manière exhaustive. Après ces tests, les données sont triées, analysées et évaluées, et les résultats sont comparés aux phénomènes et problèmes rencontrés lors du développement et de la production. Seules ces opérations de test complexes et précises permettront de garantir la production, plus rapide et plus efficace, de nouveaux produits 5G à moindre coût, destinés au marché.

Par exemple, les ondes millimétriques constituent une technologie clé de la 5G. Les bandes de fréquences millimétriques utilisées en Chine pourraient inclure les bandes 24.75-27.5 GHz et 37-42.5 GHz. Les perspectives d'application sont extrêmement vastes, mais les dispositifs radiofréquences, tels que les amplificateurs de puissance (PA), sont confrontés à des défis importants. Des efforts sont déployés en Chine pour développer des amplificateurs de puissance compatibles avec ces bandes de fréquences et une bande passante de 800 MHz. Les amplificateurs de puissance traditionnels basés sur la technologie CMOS ne peuvent fournir une puissance de sortie suffisamment élevée, tandis que ceux basés sur les technologies GaAs et GaN peuvent supporter une puissance d'émission plus élevée et une bande passante de modulation plus large dans la bande des ondes millimétriques. Pour les tests sur 128 et 256 canaux, voire 1024 canaux à l'avenir, l'augmentation significative du nombre de canaux entraînera une forte hausse du coût des équipements de test, ainsi qu'une réduction de l'efficacité des tests due à l'étalonnage et à la correction de la cohérence entre les canaux. Il est donc urgent de disposer de solutions de test rapides et économiques pour les ondes micro-ondes et millimétriques. Il est rapporté que des entreprises internationales de premier plan dans le domaine des tests et mesures, telles que Keysight Technology, ont commencé dès 2015 à créer une plateforme de test prototype pour les communications sans fil 5G à ondes millimétriques et à bande ultra-large. S'appuyant sur le logiciel de simulation SystemVue, elles ont réalisé à cette époque le tout premier test de débit de données à très haut débit du secteur et ont depuis lors accumulé une solide expérience technique.

③ Il est urgent de disposer de simulateurs de canaux 5G pour simuler des environnements de canaux complexes. Par exemple, les recherches théoriques et appliquées ultérieures sur le MIMO massif et les technologies connexes, telles que le traitement du signal, le codage et le décodage, la modulation et la démodulation, la gestion des ressources, la conception de pilotes orthogonaux et la formation de faisceaux tridimensionnels, doivent s'appuyer sur un modèle de canal sans fil pertinent. Afin d'étudier le modèle de canal 5G de la nouvelle bande de fréquences à l'aide de méthodes de mesure de canal, et ainsi comprendre l'évolution du canal 5G en environnement réel, il est nécessaire de mettre en place une plateforme de mesure de canal performante et de sélectionner des scénarios de mesure adaptés aux besoins de l'application. L'environnement de propagation des canaux complexes est difficile et présente une forte variabilité dynamique. Il est donc urgent de disposer de simulateurs de canaux 5G de haute qualité pour soutenir le développement et le déploiement rapides des puces de bande de base et radiofréquence, des stations de base et des terminaux des systèmes 5G, ainsi que pour faciliter la construction et la maintenance ultérieures de réseaux 5G à grande échelle.

L'évolution de la 5G NR, de la version 15 à la version 16 puis à la version 17, consiste essentiellement à concrétiser progressivement les trois principaux scénarios d'application et les huit indicateurs clés de performance de la 5G proposés par l'UIT. L'ultra-large bande, l'ultra-haut débit, le multicanal, le spectre complet, la simulation de scénarios réels et même la simulation elle-même représentent des défis considérables pour les tests et les mesures.

Le développement rapide et constant de l'industrie 5G exige une garantie solide en matière de tests et de mesures de haute qualité. Selon la plateforme publique WeChat dédiée à la 5G (ID : angmobile), les entreprises leaders du marché des tests et mesures ont mis en place un système de produits de test et de mesure 5G offrant une gamme complète de catégories et les meilleures performances au monde. Elles proposent désormais un dossier d'information très complet sur les tests RAN 5G NR, destiné aux professionnels du secteur. Ce dossier couvre les connaissances fondamentales de la technologie 5G, les tests de déploiement 5G et d'interface radio pour les opérateurs de réseaux de communication mobile, la génération et l'analyse du signal 5G, les tests d'antennes et de composants 5G, les tests de déploiement sur le terrain, les tests de fabrication des stations de base 5G et les tests d'assurance qualité 5G (tests de conformité 5G NR, tutoriels sur les tests de radiofréquence O-RAN, bonnes pratiques de vérification du cœur de réseau 5G, tutoriels sur l'émulateur de terminal UEE, système de test d'interface radio 5G avec antenne réseau à commande de phase, solution de simulation de canal), etc.

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