Massive MIMO天線及毫米波終端測試進展

作者/羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展部經(jīng)理 湯日波

為了實現(xiàn)在未來5G規(guī)劃的3個場景：eMBB、 mMTC和uRLLC，在5G的網(wǎng)絡(luò)框架和空中接口都必須是靈活的結(jié)構(gòu)來應(yīng)對不同的場景需求，需要更多的頻譜。在5G的頻譜規(guī)劃中，有低頻段的Sub-6GHz，又有規(guī)劃中的毫米波如26GHz、39GHz頻段等，中國政府基本明確了未來的5G頻譜規(guī)劃。5G 標準化方面， 2017年12月3GPP RAN #78會議上確定了 NSA Option 3 的規(guī)范，2018年3月3GPP RAN #78會議上凍結(jié)。在2018年6月的3GPP RAN #80會議上將完成所有的包含SA / uRLLC 的Rel-15 L1/L2 規(guī)范。在中國5G技術(shù)研發(fā)試驗第三階段， 2018年Q1啟動NSA架構(gòu)的室內(nèi)和外場測試；2018年Q3啟動SA架構(gòu)的室內(nèi)和外場測試；2018年Q4啟動終端和互操作測試。在5G商用方面，中國移動宣布Q1/2018 在5個城市建設(shè) 500 個5G基站實驗網(wǎng)，在Q1/2019開始5G終端友好用戶實驗，計劃2019年國慶節(jié)70年大慶時在12個城市演示5G商用網(wǎng)絡(luò)。

5G標準與OTA測試方法

按照產(chǎn)業(yè)成熟的先后順序，有了5G標準，最先推出的應(yīng)該是5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備，而5G芯片和終端應(yīng)該是商用的最后環(huán)節(jié)。測試設(shè)備是5G生態(tài)必不可少的一環(huán)，終端設(shè)備的標準符合性或者說一致性測試是移動通信技術(shù)商用的基石之一。測試設(shè)備應(yīng)該和芯片和終端商用的同期推出，來支撐5G商業(yè)化的成功發(fā)展。

5G的新技術(shù)之一是基站的Massive MIMO，如何測試和評價基站Massive MIMO系統(tǒng)的性能對5G商業(yè)化中實現(xiàn)和滿足設(shè)計的系統(tǒng)容量和效率的提高有很重要的作用。由于天線陣面較大，傳統(tǒng)的遠場測試成本很高，尋求行業(yè)內(nèi)達成共識的較低成本的測試方法同時能夠正確地評估Massive MIMO性能很重要。

5G網(wǎng)絡(luò)部署是一個漫長的過程，5G不會獨立存在， 5G和4G等技術(shù)的演進關(guān)系和融合組網(wǎng)都很重要, 尤其對于終端測試而言，測試儀表與4G等技術(shù)的融合顯得格外重要，5G和4G的頻譜組合場景非常復(fù)雜。5GNR構(gòu)造了全新的5G靈活空中接口，eMBB需要更高的傳輸帶寬，uRLLC需要更低的時延，還要兼顧到未來的5G 毫米波的高帶寬，5G終端測試會更加復(fù)雜。

未來5G毫米波的測試將難以采用傳統(tǒng)的連線測試，只能采用OTA的測試方法。OTA的測試方法和測試技術(shù)正在快速的發(fā)展中。

R&S公司5G測試解決方案

R&S公司在微波毫米波方面已經(jīng)有幾十年的歷史，傳統(tǒng)上微波毫米波頻段主要應(yīng)用在國防軍工領(lǐng)域，R&S公司早已經(jīng)向中國市場提供過超過500GHz的測試設(shè)備用于科學研究等方面。在應(yīng)對5G未來測試挑戰(zhàn)方面， R&S公司已經(jīng)和全球合作伙伴一起進行了大量的5G預(yù)研工作。R&S公司的矢量信號源SMW200A能夠提供內(nèi)置2GHz帶寬的各種標準的和5GNR信號，單臺最高頻率達到40GHz，在更高的頻段可以采用R&S的信號源頻率擴展單元SZU來產(chǎn)生更高的毫米波頻段5G信號。R&S公司的矢量信號分析儀SWM能夠提供2GHz的分析帶寬，在極高的接收靈敏度和線性范圍下分析和測試5GNR信號，時域及調(diào)制域的特性，單臺頻譜分析儀FSW能夠達到85GHz的應(yīng)用頻率，完全滿足5G的各種射頻信號的測試要求。R&S公司的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ZVA系列能夠提供到500GHz的各種毫米波參數(shù)的測試，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ZNBT多通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠提供單臺48通道的射頻參數(shù)測試，可以用來校準5G的大規(guī)模陣列天線的射頻收發(fā)單元。在Massive MIMO天線的OTA測試方面，R&S公司運用幾十年積累的天線測試經(jīng)驗，正在向業(yè)界推廣R&S的5G基站陣列天線的OTA測試方案。R&S在MWC2018期間展出了Massive MIMO PWC測試方案。在5G毫米波方面， R&S利用AST1000內(nèi)置轉(zhuǎn)臺的小暗室實現(xiàn)5G毫米波終端的OTA測試。

R&S公司在2G/3G/4G的完整測試方案，將與R&S的新5G測試方案一起成為R&S公司在5G方面的最重要的核心競爭力。