R&S公司5G測試解決方案已完備

高速移動寬帶、萬物物聯和無人駕駛汽車的快速發展，成為5G標準的主要驅動力。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、商業中心等超密集場所，以及高鐵等高速移動環境下也能獲得一致的業務體驗;物聯網、車聯網和工業4.0等應用對移動通信技術提出了更嚴格的低延時、高可靠性、大容量等要求。

3GPP標準組織在 2017年12月份完成了NSA非獨立組網標準制定，緊接著于2018年6月完成了SA獨立組網規范，5G關鍵技術包括毫米波、大規模MIMO、高帶寬和新波形等。羅德與施瓦茨公司（簡稱R&S公司）提供了5G幾乎所有相關的測試解決方案，包括了5G NR在Sub6G或毫米波頻段的信號產生和分析、芯片和元器件測試，Massive MIMO傳導和OTA測試、網絡路測和干擾查找，覆蓋基站和終端的產線和研發應用。

5G NR超寬帶信號產生和分析

R&S公司在2018年初提供完全符合3GPP標準的信號產生和解調選件SMW-K144和FSW-K144/K145，支持Sub6G和毫米波兩個不同頻段，支持協議中定義的各種帶寬和參數集配置，滿足5G NR發射機和接收機測試需求，以及像功放和 RFIC等元器件測試要求。

SMW單表信號帶寬可達2GHz，頻率最高44GHz，其5GNR選件提供了實時信號生成能力，無需通過電腦事先生成IQ文件再導入儀表，所有設置操作都可在帶觸摸屏的SMW上直接完成，另外頻譜儀FSW單表具備業界最大的2GHz內置分析帶寬，頻率達90 GHz，其5G NR解調軟件K144/K145界面風格和4G LTE相近，集成了調制精度/ACLR/SEM/多天線時延差/開關功率等測試功能。除了SMW和FSW外，信號源SMBV或SGT以及頻譜儀FSV（A）3000或FSV（A）都具備5G產生或分析的能力。

實際的5G測試系統還可能包含預放、濾波器、天線等外部附件，這些附件本身的幅相頻響也會影響測試結果。R&S的信號源SMW200A和頻譜儀FSW都提供了對應的幅相校正選件k544，允許用戶將外部附件SnP格式的S參數文件導入到信號源或頻譜儀，使參考面從儀表平移至被測件端口，通過儀表對幅相實時修正保證了結果的準確性。

Massive MIMO傳導和OTA測試

Massive MIMO傳導測試包括多端口TRX和天線兩部分。借助于全并行網分ZNBT或者經濟型的ZNB+ZN-Z84構成多達24或48個網分端口，可實現TRX多端口的幅相差測試，以及多端口天線的駐波/隔離度等指標測試。

不同于4G LTE基站，5G基站整機沒有任何射頻傳導接口，以及5G終端由于毫米波天線的AIP封裝使得射頻指標測試也只能在OTA下完成。OTA的近場和遠場劃分由Fraunhofer距離R=2× D2/λ定義，其中D是最大天線口徑或尺寸。對于較大的設備，例如Sub6G基站其所需的暗室尺寸可能變得非常大。為了節省場地面積，2018年R&S新推出的面向sub6G Massive MIMO基站的測試系統R&S PWC200。PWC200平面波轉換器由上百個寬帶Vivaldi天線陣列組成，能夠在原本輻射近場距離指定區域內形成平面波，從而達到遠場測試的效果，大幅度地縮小遠場測試空間。PWC200可以實現實時輻射功率和收發器測量（EVM、ACLR、SEM等），是測量5G Massive MIMO基站天線陣列的理想方案。

針對毫米波終端的OTA測試，R&S公司2018年推出的 ATS1000測試暗室能夠幫助開發人員和產線工程師對天線模塊、收發器、芯片組和無線設備進行5G OTA測量。天線和收發器的測量可以在18GHz到87GHz的頻率范圍內進行。因此該系統支持目前5G所關注的所有毫米波頻段。 另外，緊湊的測試室設計仍然可以實現在遠場情況下測量移動設備。通過結合R&S TS8980 5G RF測試系統，用戶可以從OTA的測量中得到相關的RF參數（例如：功率、ACLR和EVM）。

5G終端測試解決方案

首先，5G終端研發和生產射頻測試方案。R&S公司現有的CMW100產線測試儀最新版本已經支持Sub 6GHz 5G NR 發射和接收測試。該解決方案完全支持2G、3G、4G和5G蜂窩技術以及非蜂窩技術，是一臺理想的產線非信令全制式測試儀表。R&S公司最新推出的R&S CMP200無線通信測試儀，配合RRH變頻器，可用于28GHz和39GHz毫米波頻段的5G NR產線測試。

其次，5G綜測/協議/射頻一致性測試。從5G NR演進過程可以看到，很多現有LTE網絡的運營商將在未來很長一段時間內選擇NSA組網方式。NSA的組網方式，可以將5G NR看作是在現有LTE網絡的一個擴展。與此相對應，R&S公司在現有的支持LTE信令測試的CMWflexx基礎上，增加一臺支持5G NR信令的CMX500，組成支持5G NR信令測試的方案。配合Remote Radio Head HEAD30變頻器，可用于28GHz和39GHz毫米波頻段的5G NR信令測試。該系統配合R&S的OTA 暗室即可組成一個完整的毫米波5G NR OTA測試解決方案。

協議一致性測試是眾多運營商強制要求的測試內容。作為終端廠家或者是手機芯片廠家，為了更好地驗證終端的協議一致性要求，一致性測試一個非常重要的必不可少的環節，R&S提供針對5G NR協議一致性測試的完整解決方案。

3GPP 不僅定義了5G NR系統和終端的核心規范，而且還定義5G NR終端一致性測試規范，其中終端射頻一致性測試標準是38.521。測試內容主要包括：終端的發射機特性、接收機特性和性能需求等射頻指標。R&S提供基于Sub6G和毫米波5G NR的射頻一致性測試方案。

5G網絡覆蓋測試

針對國內已經開始部署5G小規模試驗網，第一步就是基站選址及鏈路損耗測量。對此R&S公司提供可支持到6GHz的掃頻儀，可用于2.6/3.5/4.9GHz等頻點的實測。具體的系統搭建是“信號源+放大器+發射天線”來模擬5G基站發射，“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測試鏈路的實際損耗，從而幫助客戶優化基站選址，驗證鏈路損耗仿真結果。伴隨著5G小規模試驗網的部署，干擾查找也是一個熱門的話題。對此R&S發布了專用的干擾定位儀MNT100，MNT100配備的強大的預選功能以及無與倫比的實時處理速度，能夠快速地定位各種突發干擾信號。

本文介紹了5G NR標準化狀態以及業界遇到的測試測量挑戰，同時詳細討論了基于R&S矢量信號發生SMW、矢量信號分析儀FSW、矢量網絡分析儀ZNA/ZNBT、5G綜測儀CMX等儀表，覆蓋5G研發/生產/網絡覆蓋/認證等各個方面，R&S公司力爭為5G技術的發展提供最完整和優質的測試方案。