Massive MIMO天線及毫米波終端測(cè)試進(jìn)展

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

為了實(shí)現(xiàn)在未來(lái)5G規(guī)劃的3個(gè)場(chǎng)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(lái)應(yīng)對(duì)不同的場(chǎng)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(guó)政府基本明確了未來(lái)的5G頻譜規(guī)劃。5G 標(biāo)準(zhǔn)化方面， 2017年12月3GPP RAN #78會(huì)議上確定了 NSA Option 3 的規(guī)范，2018年3月3GPP RAN #78會(huì)議上凍結(jié)。在2018年6月的3GPP RAN #80會(huì)議上將完成所有的包含SA / uRLLC 的Rel-15 L1/L2 規(guī)范。在中國(guó)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)第三階段， 2018年Q1啟動(dòng)NSA架構(gòu)的室內(nèi)和外場(chǎng)測(cè)試；2018年Q3啟動(dòng)SA架構(gòu)的室內(nèi)和外場(chǎng)測(cè)試；2018年Q4啟動(dòng)終端和互操作測(cè)試。在5G商用方面，中國(guó)移動(dòng)宣布Q1/2018 在5個(gè)城市建設(shè) 500 個(gè)5G基站實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，在Q1/2019開(kāi)始5G終端友好用戶實(shí)驗(yàn)，計(jì)劃2019年國(guó)慶節(jié)70年大慶時(shí)在12個(gè)城市演示5G商用網(wǎng)絡(luò)。

5G標(biāo)準(zhǔn)與OTA測(cè)試方法

按照產(chǎn)業(yè)成熟的先后順序，有了5G標(biāo)準(zhǔn)，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(cè)試設(shè)備是5G生態(tài)必不可少的一環(huán)，終端設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)符合性或者說(shuō)一致性測(cè)試是移動(dòng)通信技術(shù)商用的基石之一。測(cè)試設(shè)備應(yīng)該和芯片和終端商用的同期推出，來(lái)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(cè)試和評(píng)價(jià)基站Massive MIMO系統(tǒng)的性能對(duì)5G商業(yè)化中實(shí)現(xiàn)和滿足設(shè)計(jì)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(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試成本很高，尋求行業(yè)內(nèi)達(dá)成共識(shí)的較低成本的測(cè)試方法同時(shí)能夠正確地評(píng)估Massive MIMO性能很重要。

5G網(wǎng)絡(luò)部署是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，5G不會(huì)獨(dú)立存在， 5G和4G等技術(shù)的演進(jìn)關(guān)系和融合組網(wǎng)都很重要, 尤其對(duì)于終端測(cè)試而言，測(cè)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(chǎng)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(shí)延，還要兼顧到未來(lái)的5G 毫米波的高帶寬，5G終端測(cè)試會(huì)更加復(fù)雜。

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

R&S公司5G測(cè)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(guó)防軍工領(lǐng)域，R&S公司早已經(jīng)向中國(guó)市場(chǎng)提供過(guò)超過(guò)500GHz的測(cè)試設(shè)備用于科學(xué)研究等方面。在應(yīng)對(duì)5G未來(lái)測(cè)試挑戰(zhàn)方面， R&S公司已經(jīng)和全球合作伙伴一起進(jìn)行了大量的5G預(yù)研工作。R&S公司的矢量信號(hào)源SMW200A能夠提供內(nèi)置2GHz帶寬的各種標(biāo)準(zhǔn)的和5GNR信號(hào)，單臺(tái)最高頻率達(dá)到40GHz，在更高的頻段可以采用R&S的信號(hào)源頻率擴(kuò)展單元SZU來(lái)產(chǎn)生更高的毫米波頻段5G信號(hào)。R&S公司的矢量信號(hào)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(cè)試5GNR信號(hào)，時(shí)域及調(diào)制域的特性，單臺(tái)頻譜分析儀FSW能夠達(dá)到85GHz的應(yīng)用頻率，完全滿足5G的各種射頻信號(hào)的測(cè)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(cè)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(tái)48通道的射頻參數(shù)測(cè)試，可以用來(lái)校準(zhǔn)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(cè)試方面，R&S公司運(yùn)用幾十年積累的天線測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，正在向業(yè)界推廣R&S的5G基站陣列天線的OTA測(cè)試方案。R&S在MWC2018期間展出了Massive MIMO PWC測(cè)試方案。在5G毫米波方面， R&S利用AST1000內(nèi)置轉(zhuǎn)臺(tái)的小暗室實(shí)現(xiàn)5G毫米波終端的OTA測(cè)試。

R&S公司在2G/3G/4G的完整測(cè)試方案，將與R&S的新5G測(cè)試方案一起成為R&S公司在5G方面的最重要的核心競(jìng)爭(zhēng)力。