5G無線通信終端空中接口性能測試

陳司林

摘要：空中接口是移動通信系統中的重要組成部分，為保證其滿足需求，要對其性能進行測試。在確保性能指標符合標準之后，才能將相應產品加以應用。在5G商業化發展當中，完善空中接口協議至關重要。其能夠對5G無線通信具體標準加以明確，并對5G產品準入門檻進行設置。因此，在5G領域快速發展的背景下，對5G無線通信終端空中接口進行可靠的性能測試，是一項重要的工作任務。

關鍵詞：5G;無線通信終端;空中接口;性能測試

前言：在當前的通信系統中，主要包括了有線通信、無線通信兩種類型。其中，有線通信以有形線纜為載體，無線通信以無形電磁波為載體。無論是哪種通信方式，對于協議規范都有所要求，對基站和移動終端之間的通信規則加以定義。在當前信息化時代下，無線通信已經發展到5G時代。而5G所應用的組網架構模式是全新的，因此需要重新制定基站和移動終端之間的通信協議。所以，對5G無線通信終端空中接口的性能測試，就顯得尤為重要。

一、5G無線通信終端空中接口的定義和架構

空中接口的概念主要與有線通信線路接口相對應，并無具體的實體。有線通信系統中的光信號、電信號、物理尺寸規范，是由線路接口定義的。而無線通信系統中，基站和終端設備之間電磁波連接技術規范，是由空中接口所定義的。因此，空中接口能夠使無線通信的可靠性得到提升。在移動通信當中，空中接口非常重要，主要是用戶終端向無線網絡接入的通道。基站和移動終端之間，由空中接口提供無線傳輸規范，對無線信道的越區切換、編碼方式、接入時機、帶寬、頻率等進行定義[1]。例如，GSM/UMTS當中不同形式的UTRA標準，就是空中接口的表現形式，也是接入模式Access Modes。在通信系統運行中，空中接口架構發揮著重要的作用，由數據傳輸、信號調制、天線配置等技術構成，包括網絡層、數據鏈路層、物理層等。

二、5G無線通信終端空中接口測試標準的發展

在空中接口測試標準上，國外主要是標準組織進行制定，例如美國無線通信和互聯網協會、第三代合作伙伴計劃等。其中，最早對空中接口測試標準進行制定的組織，是美國無線通信和互聯網協會，其針對空中接口制定了強制性測試標準，其中Test Plan Mobile Station Over the Air Performance標準面向的是單輸入單輸出的SISO系統，Test Plan for 2×2 Downlink MIMO and Transmit Diversity Over the Air Performance面向的是多輸入多輸出的MIMO系統。我國空中接口測試標準的制定，是由中國通信標準化協會負責。通過對無線測試標準的制定，能夠調控無線資源及無線設備性能指標，確保安全、穩定的通信及電磁環境[2]。

三、5G無線通信終端空中接口性能測試的方法

（一）SISO測試

SISO系統指的是單輸入單輸出系統，為單天線傳統結構，使用一根天線同時完成發射和接收工作。OTA指的是空中下載技術，主要是利用了移動通信空中接口，完成遠程管理終端設備的目標。在當前的SISO測試中，主要是SISO OTA，涉及兩個部分，分別是總接收靈敏度測試、總輻射功率測試。以無線行業認證標準為依據，無線設備入網時都需要完成總接收靈敏度測試、總輻射功率測試。但是，在測試過程中，對環境提出了較高的要求，因而具體工作當中，設備測試認證周期相對較長，企業的設備成本、人力成本都會大大提升。在測試過程中，可以運用標準和備用的測試方法，均可獲得結論。在速度方面，備用測試方法更具優勢，不過對于測試結果的準確性，則無法充分保證。對此，可利用快速OTA測試技術、收發通頻測試技術等，能夠縮短時間、提高精度。

（二）MIMO測試

MIMO指的是多輸入多輸出系統，在數據傳輸中，可利用多重天線實現同步，數據接收也通過多重天線完成。由于應用了不同傳播路徑，避免不同信號的相互干擾，因此接收天線到達時間有所差異。可通過DSP對接收數據重新計算，保證數據流準確。在4G中對MIMO技術已有廣泛應用，其在5G無線終端和基站中也能發揮較大的作用。在MIMO測試中，主要是測量無線終端射頻特性，在特定條件下，對設備通信速率進行檢測。在不同環境通信數據模型中，可對很多無線設備使用情況進行模擬，進而對無線設備MIMO使用情況真實反映。常用的測試方法包括輻射兩步法、多探頭法、混響暗室法。相比之下，性價比最高的方法是輻射兩步法，可以對接收機輻射靈敏度、天線性能等分開測試。

（三）容量測試

在空中接口性能測試中，容量測試非常關鍵。在無線通信系統當中，具有十分復雜的系統構成，涉及到的組成部分比較多，數據吞吐量也十分龐大。因此，進行容量測試也有較高的必要。容量測試對于空中接口性能有直接影響，對于通信設備實際可用場景也有決定性的作用。在需求確認之后，即可開始對設備進行相關的性能測試及容量測試。通過容量測試，能夠使網絡最大效率得到保障，同時保證獲取的比特傳輸量信息達到最大水平。在區域內用戶數量不斷增加的情況下，傳輸數據容量也會隨之提升。在此背景下，應當對通信系統功能性、穩定性持續優化和提升，并利用專業設備對容量進行實時監測和合理調節，以保證其符合應用需求。

結論：目前，5G移動通信已經逐漸得到廣泛的應用，商業化程度不斷加深。各個通信運營商也都在大力推進5G通信系統的建設和發展。因此，對于5G相關的接口協議、測試規范等，也需要同步確立及投入應用。無線通信是5G當中的重要部分，為了保證其性能和安全，必須對其空中接口性能進行有效的測試，確保各方面標準符合要求，以滿足5G實際應用要求。

參考文獻：

[1]漆一宏.面向5G的無線通信終端空中接口性能測試[J].安全與電磁兼容，2017，12（1）：142-143.

[2]肖鵬暉，黎福海，林斌，等.5G射頻性能評估中的EVM空口測試方法[J].安全與電磁兼容，2021，14（3）：156-158.