Massive MIMO天線及毫米波終端測試進展

作者/羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司業務發展部經理 湯日波

為了實現在未來5G規劃的3個場景：eMBB、 mMTC和uRLLC，在5G的網絡框架和空中接口都必須是靈活的結構來應對不同的場景需求，需要更多的頻譜。在5G的頻譜規劃中，有低頻段的Sub-6GHz，又有規劃中的毫米波如26GHz、39GHz頻段等，中國政府基本明確了未來的5G頻譜規劃。5G 標準化方面， 2017年12月3GPP RAN #78會議上確定了 NSA Option 3 的規范，2018年3月3GPP RAN #78會議上凍結。在2018年6月的3GPP RAN #80會議上將完成所有的包含SA / uRLLC 的Rel-15 L1/L2 規范。在中國5G技術研發試驗第三階段， 2018年Q1啟動NSA架構的室內和外場測試；2018年Q3啟動SA架構的室內和外場測試；2018年Q4啟動終端和互操作測試。在5G商用方面，中國移動宣布Q1/2018 在5個城市建設 500 個5G基站實驗網，在Q1/2019開始5G終端友好用戶實驗，計劃2019年國慶節70年大慶時在12個城市演示5G商用網絡。

5G標準與OTA測試方法

按照產業成熟的先后順序，有了5G標準，最先推出的應該是5G網絡系統設備，而5G芯片和終端應該是商用的最后環節。測試設備是5G生態必不可少的一環，終端設備的標準符合性或者說一致性測試是移動通信技術商用的基石之一。測試設備應該和芯片和終端商用的同期推出，來支撐5G商業化的成功發展。

5G的新技術之一是基站的Massive MIMO，如何測試和評價基站Massive MIMO系統的性能對5G商業化中實現和滿足設計的系統容量和效率的提高有很重要的作用。由于天線陣面較大，傳統的遠場測試成本很高，尋求行業內達成共識的較低成本的測試方法同時能夠正確地評估Massive MIMO性能很重要。

5G網絡部署是一個漫長的過程，5G不會獨立存在， 5G和4G等技術的演進關系和融合組網都很重要, 尤其對于終端測試而言，測試儀表與4G等技術的融合顯得格外重要，5G和4G的頻譜組合場景非常復雜。5GNR構造了全新的5G靈活空中接口，eMBB需要更高的傳輸帶寬，uRLLC需要更低的時延，還要兼顧到未來的5G 毫米波的高帶寬，5G終端測試會更加復雜。

未來5G毫米波的測試將難以采用傳統的連線測試，只能采用OTA的測試方法。OTA的測試方法和測試技術正在快速的發展中。

R&S公司5G測試解決方案

R&S公司在微波毫米波方面已經有幾十年的歷史，傳統上微波毫米波頻段主要應用在國防軍工領域，R&S公司早已經向中國市場提供過超過500GHz的測試設備用于科學研究等方面。在應對5G未來測試挑戰方面， R&S公司已經和全球合作伙伴一起進行了大量的5G預研工作。R&S公司的矢量信號源SMW200A能夠提供內置2GHz帶寬的各種標準的和5GNR信號，單臺最高頻率達到40GHz，在更高的頻段可以采用R&S的信號源頻率擴展單元SZU來產生更高的毫米波頻段5G信號。R&S公司的矢量信號分析儀SWM能夠提供2GHz的分析帶寬，在極高的接收靈敏度和線性范圍下分析和測試5GNR信號，時域及調制域的特性，單臺頻譜分析儀FSW能夠達到85GHz的應用頻率，完全滿足5G的各種射頻信號的測試要求。R&S公司的矢量網絡分析儀ZVA系列能夠提供到500GHz的各種毫米波參數的測試，矢量網絡分析儀ZNBT多通道矢量網絡分析儀能夠提供單臺48通道的射頻參數測試，可以用來校準5G的大規模陣列天線的射頻收發單元。在Massive MIMO天線的OTA測試方面，R&S公司運用幾十年積累的天線測試經驗，正在向業界推廣R&S的5G基站陣列天線的OTA測試方案。R&S在MWC2018期間展出了Massive MIMO PWC測試方案。在5G毫米波方面， R&S利用AST1000內置轉臺的小暗室實現5G毫米波終端的OTA測試。

R&S公司在2G/3G/4G的完整測試方案，將與R&S的新5G測試方案一起成為R&S公司在5G方面的最重要的核心競爭力。