羅德與施瓦茨：蓄力5G測試

王立春

在2018年巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC 2018）上羅德與施瓦茨（以下簡稱R&S;）公司提出的主題是“ 優(yōu)化當(dāng)前，設(shè)計(jì)未來”。R&S;公司提供涵蓋無線通信所有領(lǐng)域的測試與測量設(shè)備，尤其是針對(duì)當(dāng)前的5G測試需求也提出了全新的解決方案。

本次MWC展會(huì)上R&S;公司針對(duì)5G相關(guān)的芯片組、移動(dòng)終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、車聯(lián)網(wǎng)等不同方向提出了相應(yīng)的測試方案。

5G NR射頻信號(hào)的產(chǎn)生與分析

R&S;公司的矢量信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)分析儀可支持5G NR信號(hào)產(chǎn)生和分析，目前R&S;公司的矢量信號(hào)發(fā)生器SMW200A單臺(tái)儀表最高可以實(shí)現(xiàn)40GHz信號(hào)的產(chǎn)生，可以產(chǎn)生2GHz帶寬的信號(hào)，完全可以滿足高帶寬毫米波5G NR信號(hào)產(chǎn)生的需求。R&S;公司的信號(hào)分析儀FSW單臺(tái)儀表最高頻率可達(dá)到90GHz，內(nèi)置的分析帶寬最高為2GHz，如果配合R&S;的示波器RTO，分析帶寬可以達(dá)到5GHz。SMW200A和FSW這兩款儀表完全可以滿足目前及以后的5G信號(hào)產(chǎn)生和分析需求。

5G終端測試方案

R&S;現(xiàn)有的CMW100產(chǎn)線測試儀最新版本已經(jīng)支持Sub 6GHz 5G NR 發(fā)射和接收測量。該解決方案完全支持2G、3G、4G和5G蜂窩技術(shù)以及非蜂窩技術(shù)，是一臺(tái)理想的產(chǎn)線非信令全制式測試儀表。

R&S;最新推出的R&S; CMP200無線通信測試儀，可用于28GHz和39GHz毫米波頻段的測試。該測試儀專為5G OTA測量而設(shè)計(jì)，由中頻單元和遠(yuǎn)程射頻頭組成。用戶可以將遠(yuǎn)程射頻頭盡可能靠近OTA測試暗室，以減少測量過程中的電纜損耗。CMP200配合R&S; 的OTA暗室即可組成一個(gè)完整的5G毫米波OTA測試解決方案。

此外針對(duì)終端測試R&S;還推出了用于驗(yàn)證芯片組支持3GPP Rel.13增強(qiáng)型載波聚合（eCA）特性的測試方案。該方案是由兩臺(tái)R&S; CMW500寬帶無線通信測試儀組成的R&S; CMWflexx測試系統(tǒng)，可用于驗(yàn)證終端并行接收8個(gè)下行載波的能力。

大規(guī)模天線陣列測試

由于大規(guī)模MIMO技術(shù)在5G系統(tǒng)中得到應(yīng)用，多端口的測試需求變得更多，這對(duì)測試成本、測試效率和測試準(zhǔn)確性提出了很嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)。

R&S;的ZNBT（見圖1）是一臺(tái)“真正的”24端口網(wǎng)絡(luò)分析儀，一共有48個(gè)接收機(jī)，上限頻率達(dá)到20GHz，射頻指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)分析儀R&S; ZNB相當(dāng)，性能指標(biāo)優(yōu)異，可以實(shí)現(xiàn)并行測試，大大提升測試效率。

針對(duì)多端口測試，R&S;還提供基于矩陣開關(guān)ZN-Z84的經(jīng)濟(jì)性方案，該開關(guān)矩陣可以直接被矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ZNB和ZNBT的固件控制，測試速度比傳統(tǒng)的矩陣開關(guān)快一個(gè)數(shù)量級(jí)別。搭配4端口ZNB使用可擴(kuò)展為48端口，搭配ZNBT的話可以將測試端口擴(kuò)展到66端口。

OTA（Over The Air）測試方案

針對(duì)天線陣列的OTA測試，R&S;推出的新型R&S; ATS1000天線測試暗室配合相關(guān)的測試設(shè)備以及R&S; AMS32天線測量軟件可以在幾分鐘內(nèi)完成5G天線陣列的輻射方向圖的精確測量。ATS1000可以支持在18GHz到87GHz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測試。R&S; ATS1000天線測試系統(tǒng)具備快速、準(zhǔn)確、可重復(fù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可為客戶提供理想的測試環(huán)境。

針對(duì)5G終端OTA射頻測試，ATS1000配合R&S;的5G射頻測試系統(tǒng)，用戶可以從OTA的測量中得到相關(guān)的RF參數(shù)（例如：功率、ACLR和EVM）。該系統(tǒng)能夠?qū)?G器件進(jìn)行全面的3D表征、驗(yàn)證測量和功能測試。5G終端OTA射頻測試系統(tǒng)的示意圖見圖2。

針對(duì)較大尺寸基站設(shè)備的大規(guī)模天線陣列的OTA測試，R&S;提供平面波轉(zhuǎn)換器PWC200，該設(shè)備是一款雙向平面波轉(zhuǎn)換器，能夠在一特定靜區(qū)內(nèi)形成均勻平面波，從而在近場距離下實(shí)現(xiàn)精確的輻射功率及收發(fā)性能測試。

云端自動(dòng)化遠(yuǎn)程測試

云端自動(dòng)化遠(yuǎn)程測試是基站產(chǎn)線測試的一個(gè)趨勢，R&S;提供的云端自動(dòng)化測試方案可使用緊湊型R&S; SGT信號(hào)發(fā)生器搭配信號(hào)分析儀FPS或者是頻率選擇性功率計(jì)NRQ6兩種不同的分析設(shè)備。對(duì)于性能要求較高的用戶可以選用FPS信號(hào)分析儀，對(duì)于預(yù)算有限的客戶可采用R&S;新推出的NRQ6頻率選擇性功率計(jì)，該頻率選擇性功率計(jì)測試幅度指標(biāo)的同時(shí)還可捕獲I/Q數(shù)據(jù)，配合R&S; Quickstep自動(dòng)化腳本平臺(tái)和R&S; VSE信號(hào)分析軟件，可以實(shí)現(xiàn)矢量信號(hào)的快速分析。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測試

針對(duì)國內(nèi)已經(jīng)開始部署5G小規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)，第一步就是基站選址及鏈路損耗測量。對(duì)此R&S;公司提供可支持到6GHz的掃頻儀，可用于3.5GHz、4.8GHz等頻點(diǎn)的實(shí)測。具體的系統(tǒng)搭建是“信號(hào)源+放大器+發(fā)射天線”來模擬5G基站發(fā)射，“掃頻儀+路測軟件+接收天線”來模擬5G接收終端，按照路測的方式讓掃頻儀在不同地點(diǎn)測試鏈路的實(shí)際損耗，從而幫助客戶優(yōu)化基站選址，驗(yàn)證鏈路損耗仿真結(jié)果。

伴隨著5G小規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)的部署，干擾查找也是一個(gè)熱門的話題。對(duì)此R&S;發(fā)布了專用的干擾定位儀MNT100，MNT100配備的強(qiáng)大的預(yù)選功能以及無與倫比的實(shí)時(shí)處理速度，能夠快速地定位各種突發(fā)干擾信號(hào)。此外MNT100配合測向天線ADD207以及自動(dòng)無線電定位軟件MobileLocator，通過測量信號(hào)到達(dá)角度（AOA，Angle of Arrival）的方式有效的地克服多徑傳播帶來的干擾查找定位誤差，從而實(shí)現(xiàn)快速的自動(dòng)化干擾查找。

車聯(lián)網(wǎng)及eCall測試方案

隨著無人駕駛汽車的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)也成為一個(gè)熱門話題。羅德與施瓦茨將為LTE V2X提供協(xié)議和應(yīng)用測試解決方案，這是未來5G V2X技術(shù)的基礎(chǔ)。該方案基于R&S; CMW500寬帶無線綜合測試儀搭建而成。

從2018年4月1日起，歐洲無線監(jiān)管機(jī)構(gòu)將強(qiáng)制要求新的汽車必須具備基于GSM和衛(wèi)星定位的自動(dòng)緊急呼叫功能（eCall）。R&S;提供的eCall測試方案由R&S; CMW500和R&S; SMBV100A測試平臺(tái)為基礎(chǔ)，可針對(duì)eCall（和ERA-GLONASS）模塊提供符合標(biāo)準(zhǔn)的一致性認(rèn)證和性能測試方案。

針對(duì)5G測試，羅德與施瓦茨公司可以提供：矢量信號(hào)發(fā)生器、矢量信號(hào)分析儀、通信綜合測試儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、OTA測試系統(tǒng)、掃頻儀及干擾定位儀等儀表，從而滿足目前5G基站、終端、模塊、天線、無線網(wǎng)絡(luò)等不同方面的測試需求。同時(shí)R&S;公司也將緊跟3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)，力爭為5G技術(shù)的發(fā)展提供完整優(yōu)質(zhì)的測試方案。