淺析5G 終端電磁兼容測試

張鵬

（中檢集團南方測試股份有限公司，廣東 深圳 518055）

中國移動通信開展已經有近40 年的時間，電磁兼容測試一直貫穿這項工作當中。目前該項事業發展迅速，并正在不斷上升。在前期的通信技術基礎之上，中國的第五代移動通信（5G）技術目前處于全球領先地位。5G 通信優勢較大，能夠實現高速通信，可靠性較高、應用范圍廣，這些優勢也是5G 通信的主要特征。與此同時，也出現了電磁兼容問題，在一定程度上降低了終端設備的性能，影響了運行效果。

1 5G 終端的電磁兼容問題

5G 通信是在4G 基礎上發展起來的，通信速度快，這不僅僅依賴于通信技術的提高，還要依靠帶寬的增加。引進新頻譜也使得5G 通信的速度提升了很多。新頻譜使得電磁穩態面臨新問題，場景更加復雜，可能對其他電子設備產生影響，導致設備無法達到最佳運行效果。

大量物聯網的引入是5G 通信特性之一。這樣的方式能夠改變大眾的生活模式，但引入物聯網會造成各頻率間的相互影響。另外，大量的設備及其配套設施都會發生輻射，使得各設備之間產生影響，存在一定的風險。

高可靠性和低延時性也是5G 通信的主要特性，其在實際生活中也已經得到應用，比如無人駕駛技術、商店智能化操作都是它的應用[1]。但是，這樣的技術也有電磁兼容的問題。要想應用這樣的技術，則設備的抵抗干擾能力一定得非常強大。如果設備的抗干擾能力達不到標準，則會產生嚴重的后果，這是無法提前估計的。電磁兼容測試就是對應用的終端設備實施檢測，檢測的主要目的就是檢查電磁兼容中存在的問題，并尋找最適合的解決方法。

電磁兼容會產生一定的風險。比如在無人駕駛或遠程駕駛中，一旦出現嚴重的電磁兼容問題，則所造成的結果不堪設想。無人駕駛出現問題也是真實存在的，隨著信息技術的提升，人們對無人駕駛也更加期待，但在無人駕駛中，如果乘坐人員產生的靜電通過某種方式耦合在車身上，則通信功能可能會受到一定的影響，即使很短暫的信號失靈，也對高速行駛的汽車是極其危險的。而假如已經做過干擾測試，并且很好地處理了抗干擾問題，則就可以規避干擾問題。

2 5G 終端電磁兼容測試的重要性

電磁兼容是保障設備可以運轉的重要性能。比如，在手機的問題處理上，最初都會進行電磁兼容測試，然后再進一步查找其他原因，可見電磁兼容問題的重要性。全球有多個國家都在發展5G 通信，這需要有強大的技術作為支撐，同時也是拓展經濟的一種方式[2]。5G 通信影響面非常廣，它可以推動更多領域的同步發展。電磁兼容就是其中重要發展內容之一。在5G 通信的組成中，終端設備占據了很大的比例，遠遠超過其他基站和設備。但獲得發展的同時，由于終端產品種類較多，情況復雜，使得電磁兼容問題凸顯。研究解決這樣的問題不完全是為了提高其兼容性，更重要的是穩定電磁環境，使二者能夠彼此適應，友好發展。因此，5G 通信的健康發展不能脫離電磁兼容方面的幫助。

3 5G 終端電磁兼容標準

從過去終端電磁兼容數據看，一般選擇的都是符合標準的配套設施。當前，全球使用的標準有很多，包括歐洲標準組織（ETSI）和3GPP 組織標準，當然中國也設定了通信標準協會（CCSA）。對于終端產品的測定，國外一般參照使用的都是無線設備收發的標準。在進行測定工作時，以通信指標作為設備的實際工作情況、性能數據的判定依據。所以，電磁標準要在終端設備的收發標準確定后確定。國內標準的制訂是領先于全球的，本文主要以國內標準作為主要研究對象，對5G 終端電磁兼容測試加以解析。

ETSI 于2019 年初對5G 終端頻譜標準進行了試版，結果不盡人意，但是這一草稿為電磁兼容終端設備標準提供參考。因此，等5G 無線協調標準出現，才使得終端電磁兼容標準有了可參考的依據。ETSI 通過對3G 與4G 的相應標準進行合成，且ETSI 很有可能會繼續完成測試的具體步驟等，而不僅僅只是在終端設備上進行唯一的標準設定。

3GPP 在2017 年年末對版本5GNR 進行了標準封凍，而與5G終端電磁兼容標準關聯性最強的就是TS38.101 系列標準，主要有TS 38.101-1、TS 38.101-2、TS 38.101-3、TS 38.101-4。其全都是用戶設備進行無線傳收的規范。這一系列標準把5G 頻段分成2 個部分：FR1 部分和FR2 部分，其中，前一部分已經大體結束，并對各項參數進行了設置，但FR2 部分的毫米波段頻完成量非常少。

CCSA 采用的終端電磁兼容標準為YD/T 2583.18，其在2018 年進行了第一版試稿，且在2019-03 對意見稿進行了意見征集，并且在2019-12-24 正式實施。FR1 部分變化不大，只是輻射雜散值有所改變。而FR2 部分有可能尚存爭議，還在研究當中。

4 5G 終端電磁兼容測試

當前，5G 終端電磁兼容標準的編制方面中國領先于其他國家。本文主要采用標準YD/T2583.18 作為研究參考，對中國的5G 終端電磁兼容測試進行了分析。

4.1 5G 終端FR1 部分的電磁兼容測試

在5G 終端FR1 部分中，除去一些雜亂限制的較小改變以外，電磁兼容測試發生改變的情況很少。比如測試場景、方式、檢測設施等并沒有多大變化。其中，變化最為明顯的當屬終端設備的運行情況，而這個運行情況必須要符合標準TS 38.101 中的具體要求[3]。另外，還需要進行綜合考量，結合電磁兼容測試所需進行判定。通常電磁兼容的測試有兩種，包括騷擾和抗騷擾。兩類測試的參照物不相同，因此在測試中工作情況也是不一致的。要以以往的測試作為參照，對FR1 部分的測試情況進行預估。

FR1 部分騷擾測試中，5G 終端電磁兼容測試時工作情況為：選定頻率，根據中國國情結合TS 38.101，最終選定工作頻段。選定之后，將會被自動確認為中心頻率，即終端的頻段被定下來。被測設備在典型狀態下進行測試，要盡量趨近現實情況。在具體測試中會分為兩種狀態，包含工作模式與不工作模式，二者皆需測試。測定的發射功率為整個過程中取最高頻。最大騷擾值可以依據以往測試經驗和數據進行綜合分析，同等條件下RB 為1 時騷擾值為最大。帶寬要分區段逐段測試，包括帶寬的最高值、最低值及中間值。

FR1 部分的抗擾測試中，與以上測試狀況大致相同。主要的不同之處在于不需要出現最大騷擾值。要對抗擾性進行檢測，就要使設備的靈活性達到最高。例如，在寬帶增加中，終端設備的帶寬和速度應處于最大值，這樣才能測定5G 終端高速狀態下抗干擾情況。在不同的應用當中，工作的情況也是不一樣的。有的版本對應的就是增加移動寬帶業務，有的版本需要高可靠性。因此，針對不同的需求，要對RB 進行合理設定。

4.2 5G 終端FR2 部分的電磁兼容測試

FR2 部分的電磁兼容測試還在編制的過程當中，很多情形還無法確定，而且未獲得相關證照。所以，FR2 部分電磁兼容測試還未得到可依靠的數據，只能通過以往的數據對此進行展望，雖然測試項目未產生改變，然而，在別的方面卻并不能保障不變化。

FR2 部分的騷擾測試中，其測試方式和限值與FR1 部分大體相同。就當前狀態而言，輔助設施的頻段應較低，一般應小于FR1 最大頻段。因此，測試結果基本會與FR1 部分大致相同。騷擾類測試產生改變的只有輻射雜散，一般在毫米波段產生較大的改變，測試場所、距離、方式、限值等將產生改變。當前，能夠肯定的就是限制變化從ERP 轉為TRP，因此，與之匹配的數據也發生了改變，限制也要依據現實情況對測試頻段進行重新選定[4]。即使當前還未對5G 終端FR2的雜散狀況實施檢測，仍然能夠參考現存的與之頻段接近的終端設備限值。

FR2 部分的抗擾測試中，抗擾測試主要是運用空間耦合進行信號的收集，但是通信頻率的改變對結果不會產生較大改變，因此測試結果也不會改變太多。射頻場對于抗擾度的傳輸主要是運用耦合現象對信號進行搜集，頻段對此會產生一些影響，當前對抗擾度的標準還沒有修訂完畢，因此標準也沒有發生變化，測試結果也不會有所改變。標準的制訂機構也在積極地進行測試，而接下來抗擾度測試的結果如何還是個未知數，需進一步研究。

5 結論

5G 通信技術得到了廣泛的發展空間，全球也在積極發展5G 通信技術，它的應用場景運用范圍較廣，美國、歐盟、中國都在致力于它的進一步發展，這對于電磁兼容領域來說也是一個重要的發展契機。電磁兼容問題對于5G 通信技術的發展起著至關重要的作用。電磁兼容和5G 通信技術只有協調發展，創造穩定的電磁環境，才能促進5G 通信技術走得更遠。