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TechnicalFeature  技术特写


                                                                          试仪表能够模拟网络功能，验证和评估射
                                                    Matrix VNA Module #1  频方案，完成芯片功能/性能认证以及最
                                                                          终的生产测试。为了便于操作，进一步的
                                                                          需求则包括了配套可支持测量项目配置和
                                                                          测量结果显示的软件、可与其它仪表集成
                                                                          搭建测试系统、支持远程控制等等。由于
                                                                          毫米波技术在芯片领域的广阔应用前景，
                                                                          芯片元件的尺寸趋于微型化。此外，物联
                                                                          网行业的终端芯片大多基于低功耗的要
                                                                          求，重新进行硬件设计，简化协议栈及通
                                                              Computer
                                                  Matrix VNA
                                                  Module #N               信套件，芯片研发周期成本大幅降低，因
                                                               HUB        此传统芯片测试体系也面临模块的精简和
            Massive MIMO                                                  灵活化配置问题，以降低测试成本，提高
            Antenna Array
                                                                          生产效率。
                                                                              基站测试用于确定基站设备是否满
                                                                          足系统的通信质量指标、与其它设备的
                                                                          接口要求以及系统内和系统间的电磁兼
                                                                          容指标，从而确定系统能否正常运行。
                                                                          5G基站测试既需要矢量信号源、频谱分
                                                                          析仪、功率计等通用仪表，也需新型终
      图4：大规模天线阵测试                                                         端模拟器和信道模拟器来搭建大连接测
                                                                          试系统和覆盖测试系统，测试特定上下
      且射频电路的发射功率、灵敏度等诸多                 表、智能停车等，终端工作方式特殊，                 行业务模型下的负载容量极限和过载协
      性能指标又与天线的特性相互影响，难                 需进行相应的低功耗测试来评估电池自                 调能力，评估不同信道条件下的系统性
      以单独评估。东南大学毫米波国家重点                 放电情况和终端休眠机制，目前业界缺                 能。未来，这些测试仪表需要依据相应
      实验室正联合国内外仪表企业，针对此                 乏一种成熟的测试方法来量化终端的功                 的5G测试规范，持续优化升级，满足5G
      类问题展开深入研究。                        耗指标。其它的测试系统，如NV-IoT测              性能需求，支持更加丰富的应用场景。
                                        试系统、5G终端卡接口测试系统、信令                另外，由于大规模天线阵列的引入，5G
      芯片、基站与终端测试                        监测仪等，都是5G终端测试不可或缺的                的基站天线通常集成有64个阵元甚至更
         虽然5G相关技术及标准发展进程尚               组成部分。值得关注的是，5G终端测试                多，这其中涉及到原型机设计、测试方
      不明朗，但作为产业链中的重要组成部                 趋于集成化，即以一套综合测试系统取                 法、测试指标、测试效率等多方面问题
      分，芯片、终端、设备厂商和运营商正在                代多套分立的系统，如图5所示。                   亟待解决。
      紧锣密鼓地开展5G原型产品的研发，推                    类似于终端测试，芯片厂商对于5G
      出具有竞争力的解决方案。据了解，现有                测试仪表的需求贯穿于芯片的研发、产品                网络规划与优化
      的5G终端样机中，有的支持数千兆比特                认证和批量生产阶段。具体来说，需要测                    国内外5G试验网络正在如火如荼
      的高速传输，有的支持低至毫秒级的延                                                   的建设当中，网络的规模还将进一步扩
      时，而有些终端（特别是物联网终端）则                                                  大，需要大量测试测量仪器为模型校
      支持长达10年的电池续航；高通、展讯、                                                 正、覆盖测试、干扰排查等工作提供支
      联发科等主流芯片厂商纷纷部署5G芯片                          Network Emulator        撑，网规、网优测试方案要能缩短测试
      研发，其中高通5G芯片已有原型产品。                                                  时间、减少测试成本。
      设备厂商已经推出128个通道的一体化基                                                     4G/LTE网规、网优测试中，扫频
      站，对于这类新形态基站测试技术的研究                          Channel Emulator        仪的应用价值得到了充分的体现。扫频
      也已提上日程。终端多样化、场景复杂性                                                  仪与分析软件平台相结合，可以自动、
      和海量连接，给5G芯片、终端和基站测                        Vector Signal Generator   高速扫描和解析2G/3G/4G空口信号，
      试带来了巨大的挑战       [20] ，现有的4G/LTE                                     广泛应用于网络覆盖、干扰和邻区优化
      测试仪表难以满足这些需求。                                                       分析。在未来的5G网络建设中，扫频
                                                 Vector Signal Analyzer
         5G终端测试中，终端综测仪用来                                                  仪依然会承担重要角色，一方面可以与
      模拟基站的部分功能，测试终端在网络                                                   2G/3G/4G/5G信号发射机搭配，测试网
      条件下的射频性能指标，或配合信号                             Power Analyzer         络站址、天线布放位置及覆盖效果，指
      源、信号分析仪（含频谱仪）等传统测                                                   导5G网络部署和规划；另一方面可以和
      试仪表完成各类一致性测试，包括射频                              Test Server          测试终端组成一个完整的路测系统，对
      一致性、协议一致性、RRM一致性测试                                                  空中接口信息进行完整的采集和测试。
      等。一方面，如何模拟海量终端对于终                                                       当前，5G网络规划和优化将面临
                                                      Power
      端模拟器的设计是个巨大的挑战；另一                                                   以下几个方面的严峻考验：第一、5G网
      方面，5G终端形态多样，现有测试仪表                                                  络将采用与LTE完全不同的网络架构，
      也需具备更优的可扩充性和兼容性。此                                                   5G的网络逻辑架构将由接入平面、控
      外，物联网的典型应用场景，如智能水                 图5：5G终端综合测试系统                     制平面、转发平面组成，通过网络切片

      40                                                            Microwave Journal China  微波杂志  Mar/Apr 2018
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