5G無線檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用

莫立波，袁希濟(jì)，陳璐海

[摘? ? 要]隨著市場經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化逐漸推動，科學(xué)技術(shù)水平也有了顯著提升。移動通信技術(shù)已經(jīng)在較短的發(fā)展時間之中，從原本的2G轉(zhuǎn)化為了現(xiàn)如今普及的5G。而5G時代的來臨，也標(biāo)志著新的技術(shù)發(fā)展手段的創(chuàng)新。但是在實(shí)際的發(fā)展基礎(chǔ)上，人們?yōu)榱思涌鞂τ跓o線通信技術(shù)的分析，就需要對5G的實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致化分析和綜合性的研究，這樣才能在高壓的市場環(huán)境下不斷地創(chuàng)新探索，逐漸形成新的發(fā)展機(jī)制和工作機(jī)制，以保證整個5G無線檢測技術(shù)的有效使用。時代的發(fā)展讓移動通信用戶在實(shí)際的應(yīng)用以及體驗(yàn)感受等方面都有了較為顯著的提升。但是隨著時代發(fā)展速度的加快，加快5G無線檢測技術(shù)的落實(shí)，推動5G無線檢測技術(shù)的創(chuàng)新就顯得尤為必要。

[關(guān)鍵詞]5G無線檢測技術(shù);研究;應(yīng)用

[中圖分類號]TM727.2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–0–03

Research and Application of 5G Wireless Detection Technology

Mo Li-bo，Yuan Xi-ji，Chen Lu-hai

[Abstract]With the rapid development of the market economy and the gradual promotion of economic globalization， the level of science and technology has also been significantly improved. Mobile communication technology has transformed from the original 2G to the now popular 5G in a relatively short period of time. The advent of the 5G era also marks the innovation of new technological development methods. However， on the basis of actual development， in order to speed up the analysis of wireless communication technology， it is necessary to carry out detailed analysis and comprehensive research on the practical application characteristics of 5G， so as to continuously innovate and explore in the high-voltage market environment. Gradually form a new development mechanism and working mechanism to ensure the effective use of the entire 5G wireless detection technology. The development of the times has made mobile communication users have a significant improvement in practical application and experience. However， due to the accelerated development of the current era and the implementation of 5G wireless detection technology， it is particularly necessary to promote the innovation of 5G wireless detection technology.

[Keywords]5G wireless detection technology; research; application

在時代的發(fā)展下5G無線檢測技術(shù)的有效使用已經(jīng)有了多重優(yōu)勢，如何有效地拓展系統(tǒng)的基礎(chǔ)容量，實(shí)現(xiàn)傳輸效率的提升都是現(xiàn)階段需要主要思考的問題。5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何有效地加快5G無線檢測技術(shù)的探索就顯得尤為重要。當(dāng)前5G無線檢測技術(shù)的提出所使用的最大似然檢測算法，也不能滿足當(dāng)前5G無線檢測技術(shù)系統(tǒng)性能的工作要求。在5G發(fā)展的背景下，針對5G無線檢測技術(shù)的檢測進(jìn)行全面分析的研究，要結(jié)合相關(guān)的技術(shù)特點(diǎn)，分析5G無線檢測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢，分析5G無線檢測技術(shù)系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)以及工作的主要原理，針對性地探究5G無線檢測技術(shù)的常見算法，并提出有效的優(yōu)化策略，以保證最優(yōu)解輸出在運(yùn)算范圍之中可以實(shí)現(xiàn)最高的精確性。

1 5G無線檢測技術(shù)的現(xiàn)狀分析

在新時代發(fā)展背景支持下，由于受到信息技術(shù)創(chuàng)新方式的影響，加之5G的崛起，已經(jīng)逐漸地轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)檢測工作的方式。新型的無線測試方式，優(yōu)化了算法，加快了技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)方式的優(yōu)化。而最大的變化在于可以有效地檢測工程師在沒有設(shè)定特殊的基礎(chǔ)裝置的情況下，如何實(shí)現(xiàn)高效的無線測試方式的創(chuàng)新。這在過去幾代的無線設(shè)備之中是不可能存在的，因?yàn)槭艿讲煌夹g(shù)規(guī)范以及頻譜的限制許可，新興的5G無線檢測技術(shù)難以達(dá)到最佳的檢測結(jié)果。而在5G無線檢測技術(shù)的支持下，OTA測試的出現(xiàn)則能夠更加便捷和快速地轉(zhuǎn)變無線設(shè)備的測試，并且可以讓較為先進(jìn)的天線系統(tǒng)以及天線陣列技術(shù)手段的創(chuàng)新測試方式逐漸變?yōu)榭赡堋?/p>

現(xiàn)階段OTA測試分析工作全面推進(jìn)的過程中，仍舊有幾個方面的關(guān)鍵性缺失，限制了5G無線檢測技術(shù)的有效落實(shí)和全面的推進(jìn)，讓設(shè)備的測試方式以及適用性受到限制。其中一個關(guān)鍵任務(wù)內(nèi)容在于OTA測試的工作多變性特點(diǎn)，其本身也可能與傳統(tǒng)的同軸傳輸?shù)挠芯€檢測方式的方式?jīng)]有較為鮮明的差異性。同樣來說，為了適應(yīng)最新的波束形成了一種多輸出輸入的天線技術(shù)手段的測試需求下的同軸測試方式也有一定的限制性影響。未來越來越顯著鮮明的特點(diǎn)在于，5G無線檢測技術(shù)的成功測試管理必須包含的就是OTA測試方式以及一些其他類型的測試方式，以更好對應(yīng)現(xiàn)代化5G設(shè)備工作性能以及一致性的測試分析過程中已經(jīng)存在和不斷出現(xiàn)的一種基礎(chǔ)的挑戰(zhàn)方式。最為重要的就是要明確兩者之間的工作優(yōu)勢以及工作趨勢，以此更好地確定在何種位置以及使用何種測試方式，從而更好地加快內(nèi)部的分析，實(shí)現(xiàn)5G無線檢測技術(shù)的穩(wěn)定使用。

5GFR2基站（BSTs）使用MIMO技術(shù)的單個AAS可能擁有多達(dá)128個天線，64個發(fā)射和64個接收（64T64R）天線。這些多用戶之間的5G無線檢測技術(shù)工作系統(tǒng)在多數(shù)的情況下也會被設(shè)計(jì)成為一種支持高效運(yùn)作且支持三維波束形成的一種立體化的波束形成狀態(tài)。這也標(biāo)志著一個特殊的設(shè)備在正常工作條件下，以一個既定的基礎(chǔ)設(shè)備為原則，需要128個連接器以及電纜組件內(nèi)容來測試這種基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)際工作質(zhì)量。而5G設(shè)備尤其是在收集、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)以及消費(fèi)者為前提的設(shè)備等其他的設(shè)計(jì)因素，更好地將高密度的波束形成以及5G無線檢測技術(shù)的工作放置在更小的封裝管理機(jī)制之中。

尤其是針對于手機(jī)來說，這些設(shè)備本身還應(yīng)當(dāng)包含多樣化的支持性的電信協(xié)議以及天線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和當(dāng)前的多種無線電硬件設(shè)施，這些硬件設(shè)施也是5G無線檢測技術(shù)的基礎(chǔ)保障。在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)條件下，支持先進(jìn)功能性的5G硬件對于射頻板本身的占地面積以及成本管控都有著較為明確的限制和保障。由于電路板以及連接器尺寸的限制以及同軸測試端所需要的成本和電路板的實(shí)際大小狀態(tài)不斷的增加，支持這種系統(tǒng)的連接測試管理方式本身就是一種不切實(shí)際的連接測試方式。在開發(fā)相對較為緊湊的環(huán)境下，同軸連接器頭部位置以及表面或是邊緣環(huán)境下安裝的同軸連接器的斷口方面也有著較為顯著的進(jìn)步和長遠(yuǎn)的發(fā)展，但是結(jié)合現(xiàn)代化生產(chǎn)環(huán)境下的射頻設(shè)備的極端尺寸結(jié)構(gòu)的限制，讓這些連接的選擇性內(nèi)容仍舊有許多拓展的空間結(jié)構(gòu)。

為此，在滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的工作基礎(chǔ)上，就要制定5G標(biāo)準(zhǔn)范圍下的行業(yè)組織結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)，也將OTA測試方式方法逐漸的涵蓋到整個5G無線電標(biāo)準(zhǔn)主體。通過在現(xiàn)有環(huán)境下的調(diào)節(jié)，結(jié)合OTA測試管理工作模式創(chuàng)新，加快物理連接結(jié)構(gòu)之間的必要性工作環(huán)境構(gòu)建，很多測試管理項(xiàng)目可以通過將設(shè)備放置在一個消聲室的外端，進(jìn)行系統(tǒng)的信號接收管理。由于在一些5G設(shè)備的工作基礎(chǔ)上，不能實(shí)施連接性的測試分析。而OTA測試的工作將需要測試射頻系統(tǒng)性能以及無線電資源管理的參數(shù)，與前幾代的蜂窩通訊效果進(jìn)行比較分析，OTA測試的實(shí)際數(shù)量明顯增加。這本身也包含了電磁兼容的測試管理工作，隨著不同的頻段以及頻譜數(shù)量的增加，電磁的兼容性測試管理環(huán)境也會變得更加復(fù)雜。考慮到5G設(shè)備本身所潛在的無線天線系統(tǒng)以及無線電的配置管理，OTA測試是測試這些不用配置管理環(huán)境的主要工作方式，除了初始環(huán)境下的OTA室、天線以及測試儀器的相關(guān)設(shè)定之外，不需要定制一定的夾具滿足相互之間的連接。另外波束的表征、檢查波束的采集、波束的跟蹤性能等OTA測試方式可以在較短的時間內(nèi)較為精準(zhǔn)地獲取相關(guān)的資訊行為環(huán)境。使用5G無線檢測技術(shù)的測試系統(tǒng)，設(shè)備往往可以在環(huán)境下不進(jìn)行預(yù)期的定制測試模式構(gòu)建，因?yàn)檎麄€5G無線檢測技術(shù)的落實(shí)下，本身的5G標(biāo)準(zhǔn)將有著一定的兼容性特點(diǎn)。

2 無線設(shè)備同軸試驗(yàn)方法

無線電硬件的同軸連接測試方式已經(jīng)成為現(xiàn)階段蜂窩通信設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)管理下一致性測試的主要方式方法。同軸測試本身可以在現(xiàn)有環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高度的控制管理、可重復(fù)性以及可靠的精準(zhǔn)測量分析管理。同軸測試的質(zhì)量管理方式主要是由于使用同軸傳輸而不是在空氣連接的環(huán)境下，以一種更低的損耗和更低的干擾傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建。通過同軸測試系統(tǒng)環(huán)境的構(gòu)建，即使其本身就是一個較為復(fù)雜多樣的多端口設(shè)備結(jié)構(gòu)主體，也可以在每個端口的環(huán)境下，保證整個測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，這讓對設(shè)備行為的精準(zhǔn)性表述工作可以有效全面地構(gòu)建出來，滿足實(shí)際的檢測需求。另外同軸測試方式的提出可以對于一些復(fù)雜的無線電系統(tǒng)環(huán)境之中的單個子電路、組件更甚至于單個設(shè)備實(shí)施綜合的測試分析，非破壞性的同軸測試本身可以使用探頭、可焊測試連接器或者內(nèi)置在射頻板的測試端口結(jié)構(gòu)之中進(jìn)行補(bǔ)充完善。由于測試信號在同軸測試系統(tǒng)之中是實(shí)現(xiàn)屏蔽效果的，所以在測試的整個環(huán)節(jié)之中往往不需要實(shí)現(xiàn)外部的直接屏蔽，同時也可以實(shí)現(xiàn)較小程度的測試分析。

對于多數(shù)的測試實(shí)驗(yàn)室來說，現(xiàn)階段的5G無線檢測技術(shù)的使用是較為廣泛的，為此需要加快對于5G無線檢測技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的測試管控。對于同軸測試分析來說，由于受到各種射頻附件的干預(yù)，加快了內(nèi)部環(huán)境的拓展以及定制監(jiān)測分析，超出了原有的測試儀器的原始工作能力分析。例如一些有兩個端口的軟件硬件在原始以及經(jīng)濟(jì)配置管理基礎(chǔ)上，通常只能測試一個兩個端口設(shè)備。但是通過添加管理中的開關(guān)柜以及合成器等工作效率的影響，就可以對設(shè)備使用的特點(diǎn)進(jìn)行分析，設(shè)備之中應(yīng)當(dāng)配置一些快速的連接，做好數(shù)十個端口的測試分析。這種拓展工作的實(shí)現(xiàn)不僅是兩個端口的VNA，同時所有的工作目的也是為了實(shí)現(xiàn)多樣化多角度、多端口的VNA工作效率。通過這種方式的全面構(gòu)建，多端口環(huán)境下的軟件工作可以實(shí)現(xiàn)綜合擴(kuò)展，而實(shí)際產(chǎn)生的成本消耗以及測試的復(fù)雜性的高度增加則相對較少，超出了原有配置結(jié)構(gòu)主體上的測試儀器。另外具有寬口擴(kuò)展或是衰減器的同軸測試系統(tǒng)通常還包含了多種不同的可編程的遠(yuǎn)程控制接口環(huán)境。可編寫的腳本工作命令應(yīng)當(dāng)允許在現(xiàn)有環(huán)境下構(gòu)建出一種較為詳細(xì)明確的場景環(huán)境，這些場景環(huán)境能滿足既定的工作要求，也能適應(yīng)空間物理結(jié)構(gòu)之中的工作場景。

OTA與同軸電纜雖然在現(xiàn)有的工作環(huán)境下，OTA測試管理往往會讓整個被檢測設(shè)備直接暴露在一些具體的環(huán)境結(jié)構(gòu)下，而這些情況往往會通過同軸的電纜以及相關(guān)的組件設(shè)備實(shí)施協(xié)同工作，這種測試的過程是不被復(fù)制的，但是與一些相對成熟的同軸互聯(lián)測試方式進(jìn)行比較，其中也會包含一些優(yōu)勢特點(diǎn)。OTA測試工作實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，不能全面實(shí)現(xiàn)整個測試環(huán)境的控制。即使在暗室的環(huán)境下，測試條件的可變性本身也會影響測試的實(shí)際結(jié)果。另外在很多情況下，OTA測試管理難以精確實(shí)現(xiàn)測試效果的優(yōu)化，做好多項(xiàng)問題的排查和綜合管理模式的限制。

在同軸的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，所記錄的規(guī)格和性能的測試結(jié)果較為有效，故障的排查也較為科學(xué)，隨著同軸互聯(lián)組件之間的有效使用，如射頻開關(guān)以及功率分配器，數(shù)百個設(shè)備可以連接在一個較為系統(tǒng)的空間環(huán)境下。在混頻器之中添加射頻在線衰減器，可以高質(zhì)量地模擬以及拓展距離環(huán)境下的信號損耗，這本身在OTA測試之中就是不可行的，除非是物理的增設(shè)測試區(qū)域以及消聲室的實(shí)際尺寸大小。其他環(huán)境下的5G無線檢測技術(shù)研究人員在有效的空間下對于問題實(shí)施了系統(tǒng)的優(yōu)化，提出了更多針對性的指導(dǎo)措施，例如實(shí)施遠(yuǎn)接、間接的原廠，構(gòu)建出一種系統(tǒng)的變換室測試。而5G無線檢測技術(shù)下的OTA方式多種多樣，包含了多樣方法的混合優(yōu)化，因?yàn)椴煌姆绞椒椒ㄖg都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)。因此可以在高質(zhì)量的環(huán)境下進(jìn)行反復(fù)的測試分析，信號的能量也始終在一種平方律的區(qū)域之中，可能會如同近場環(huán)境下的OTA測試系統(tǒng)一樣對于周邊的測試設(shè)備產(chǎn)生出較為明顯的反應(yīng)。然而在這些范圍環(huán)境下，所產(chǎn)生的測試信號往往都會相對較弱，同時也會面臨多樣化的挑戰(zhàn)，也就是說更加地依賴于頻率。為此對于整個DFF的測試，就需要結(jié)合多方面的功能設(shè)備，以多項(xiàng)OTA測試設(shè)置以及主動探測為主，最終獲取不同頻帶所產(chǎn)生的較為精準(zhǔn)的結(jié)果。對于一些特點(diǎn)性能結(jié)構(gòu)下的故障排除管理，同軸連接測試在整個OTA測試之中始終占據(jù)主導(dǎo)的工作地位。這一方面顯著案例就是較為復(fù)雜的射頻集成電路以及單片微波集成電路的晶片良率測試。在測試環(huán)境之中將OTA測試集成到晶圓制造工廠的質(zhì)量控制之中，本身的成本較高，同時需要花費(fèi)大量的時間進(jìn)行工作調(diào)試。基本上可以說，使用晶圓測試設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)全新的設(shè)計(jì)規(guī)劃，這本身就要實(shí)現(xiàn)大量的成本消耗，不能滿足實(shí)際的投資基礎(chǔ)需求。

3 結(jié)束語

在新時代發(fā)展背景支持下，我國的5G無線檢測技術(shù)手段也有了新的突破和新的轉(zhuǎn)型。為了更好地適應(yīng)時代的發(fā)展，在當(dāng)前的工作背景支持下，相關(guān)的技術(shù)管理人員更應(yīng)當(dāng)時刻關(guān)注現(xiàn)階段5G無線檢測技術(shù)的適用范圍，全面分析在不同環(huán)境影響下5G無線檢測技術(shù)的特點(diǎn)，加快技術(shù)的革新和技術(shù)的轉(zhuǎn)型，以保證整個5G無線檢測技術(shù)的有效落實(shí)，確保最終監(jiān)測結(jié)果的精準(zhǔn)性和有效性。通過5G無線檢測技術(shù)的全面分析，判斷在傳統(tǒng)檢測管理工作落實(shí)中存在的不足之處，積極進(jìn)行調(diào)節(jié)和分析，才能加快工作創(chuàng)新，適應(yīng)現(xiàn)代化的技術(shù)發(fā)展要求。

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