提供完整優質5G測試方案 羅德與施瓦茨助力5G新空口測試

馮宇

隨著移動通信系統帶寬和能力的增加，面向個人和行業的移動應用快速發展。移動互聯網和物聯網的快速發展，成為5G的主要驅動力。

面向2020年及未來，超高清、3D和浸入式視頻的流行，將會驅動數據速率大幅提升，同時用戶還希望能夠在體育場、演唱會等超密集場所，高鐵、車載、地鐵等高速移動環境下也能夠獲得一致的業務體驗；物聯網的廣泛應用，智能家居、智能電網、視頻監控、移動醫療、車聯網等應用對移動通信技術提出了更嚴格的低延時、高可靠性、大容量等需求。

在新一代移動通信網絡中，能耗、每比特成本、部署和維護的復雜度等可持續發展要求也進一步加強。

5G典型空口技術

目前為止，5G技術還處在預研階段，其技術規范還沒有統一定義，所以各大公司都在對5G技術進行積極的研究和討論，現階段基本得到業界認可的新型空口關鍵技術主要包括以下四個方面。

（1）新型多載波技術

多載波傳輸技術是為了通信物理層的關鍵技術之一，但是傳統的CP-OFDM（即LTE下行傳輸技術）存在帶外泄露高、同步要求嚴格、有效利用率低等缺點，不能很好的滿足5G各種豐富的業務場景。因此很多設備廠家提出了用于5G的新型多載波技術，比如F-OFDM，FB-OFDM，UFMC等。

（2）新型多址技術

多址接入技術是蜂窩移動通信網絡的關鍵技術，傳統的接入技術多集中在正交多址接入上面。

但是在未來5G系統中，可能會存在大容量接入場景，比如物聯網等。針對5G系統中的多址接入方式，目前有SCMA、MUSA、PDMA、NOMA等都在3GPP標準討論范圍之內，但是最終哪個會成為5G的多址接入標準還需要進一步討論。

（3）新型編碼技術

為了提高編碼效率，減小業務開銷，并且增加信息傳輸的可靠性，在5G系統中希望能夠采用新型的編碼技術。目前3GPP會議確定在增強移動寬帶場景（eMBB）中的數據信道使用LDPC編碼技術，控制信道使用Polar編碼技術。目前經過外場關鍵技術驗證和測試，兩種編碼技術增益穩定性能優異。

（4）新型參數集幀結構

為了應對不同頻段和場景，在5G系統中規定以15KHz為基礎子載波間隔，可以將子載波間隔配置為15×2^n KHz。同時，系統還需要支持靈活的幀結構設計，幀結構靈活配置，以支持上下行業務速率不同需求的場景。在對時延要求很高的低時延高可靠場景（URLLC）中，還需要進一步降低TTI長度，以減小系統時延。

R&S針對5G新空口測試方案

雖然目前5G技術標準尚在討論中，但是作為測試儀表廠商的代表羅德與施瓦茨公司已經開始積極的投入到相關測試技術及方案研究中。尤其是針對5G新空口技術，羅德與施瓦茨公司可以提供完整的射頻和功能測試解決方案，以幫助設備廠家進行相應5G技術的驗證。

R&S公司的矢量信號分析儀FSW最高頻率可達到85GHz，同樣配合混頻模塊可以實現高達100GHz信號的接收和分析。FSW自身的分析帶寬為1.2GHz，如果配合RTO示波器，分析帶寬可以達到2GHz，可以支持客戶實現5G新型基站的所有射頻測試項目。

R&S公司的5G信號分析軟件（FS-K196），可以支持主流的5G新型多載波技術分析包括UFMC、F-OFDM、FB-OFDM、SC-FDMA等，同時還支持客戶自定義子載波間隔、幀結構、參數集、調制方式等，按照被測信號形式生成配置文件，對被測信號進行解調和分析。

軟件中可以在以時頻域為基礎，顯示被測信號在時頻域的資源分布，占用的子載波和時域符號，并且以不同顏色區分不同信號類型，幀結構解析示意圖如圖2所示。

同時針對5G系統采用的新型多址接入技術和新型編碼技術，基于R&S公司的后處理軟件也可以在解調分析的基礎上進一步進行解碼功能測試，如圖3所示。

R&S公司針對5G信號的產生主要通過矢量信號發生器來完成，目前R&S公司的高頻矢量信號發生器SMW200A單臺儀表最高可以實現40GHz信號的產生，如果配合相應的外接混頻模塊則可以實現高達100GHz的矢量信號產生。SMW200A自身可以產生2GHz 帶寬的信號，帶內平坦度小于0.5dB，不僅可用于傳統標準通信制式信號如GSM、WCDMA、LTE、802.11ac、LTE-A等信號產生，同時SMW200A也支持UFMC、FBMC、GFDM、F-OFDM、FB-OFDM等5G候選多載波技術，SCMA、MUSA、PDMA等多址技術，LDPC/Polar編碼技術，客戶可以根據需要產生相應的5G信號，同時SMW200A也支持客戶完全自定義信號格式。用于實現接收機靈敏度等測試項目。

結束語

本文簡要介紹了5G系統的關鍵技術，同時介紹了R&S公司針對5G新空口的測試方案。羅德與施瓦茨公司的矢量信號發生器（SMW200A），矢量信號分析儀（FSW），配合相應的軟件可以完全支持不同設備廠家完成5G新空口的測試驗證，同時R&S公司也將緊跟5G標準，力爭為5G技術的發展提供完整優質的測試方案。