解決(jué)方案
1、 引言
中(zhōng)國IMT-2020（5G）推進組對(duì)5G網絡的性能(néng)要求和效率(lǜ)需求通過🐇一(yī)株綻放的鮮(xiān)花來進行定(ding)義，其中花瓣(bàn)代表5G的六大(dà)性😄能指标，體(tǐ)現了5G滿足未(wèi)來多樣化業(yè)務與場景需(xū)求的能力，花(hua)瓣頂點代表(biao)了相應指标(biao)的最大值；綠(lü)葉代表效率(lǜ)指标✊，是5G可持(chi)續發展的基(jī)本保障。
圖1 5G性(xìng)能和效率需(xu)求
2、 5G關鍵技術(shu)介紹
目前爲(wèi)止，5G技術還處(chù)在預研階段(duàn)，其技術規範(fàn)還沒有🔞統一(yī)定義，所以各(ge)大公司都在(zai)對5G技術進行(hang)積極的研🏃🏻究(jiu)和🍓讨論，現階(jie)段基💔本得到(dào)業界認可的(de)關鍵技術主(zhu)👉要包括以下(xia)四個方面：
（1） 毫(háo)米波
所謂毫(hao)米波，即波長(zhang)範圍10到1毫米(mǐ)之間，也就是(shì)頻率在30GHz到300GHz之(zhi)間的無線電(dian)波。傳統的移(yí)動通信工作(zuo)頻段主要💜集(ji)中在3GHz以♊下，使(shǐ)得頻譜資源(yuán)已經十分擁(yong)擠，而在高頻(pin)段可用頻譜(pu)資源豐富，能(néng)夠有效緩解(jiě)頻譜資源緊(jǐn)張的現狀，同(tong)時也可以實(shí)現高速短距(ju)離通信，支持(chi)5G容量和傳輸(shu)速率等方面(mian)的需🚶♀️求。不過(guò)毫米🌈波頻段(duan)傳輸存在着(zhe)傳輸距離♊短(duǎn)、穿透力和繞(rao)射能力差、容(rong)易受氣候環(huán)境影響等缺(quē)點，如果真正(zhèng)想要在毫米(mi)波頻段實現(xiàn)☔5G的各種業務(wu)，還有待進一(yī)步研究和解(jiě)決這些問題(ti)。
（2） 大規模MIMO技術(shu)
MIMO技術已經廣(guǎng)泛應用于LTE，WLAN等(děng)技術上面，理(lǐ)論上，天線越(yuè)多，頻🌏譜效率(lü)和傳輸可靠(kao)性就越高。作(zuò)爲近年來備(bei)受關注的技(jì)術之一，多天(tian)線技術經曆(li)了從無源到(dào)有源，從二維(wei)到三維（3D），從高(gao)階MIMO到⭕大規模(mó)天線陣列的(de)發展，将有望(wang)實現頻譜效(xiao)率提升至十(shi)倍甚至更高(gao)，是目前5G技術(shu)重要的研究(jiu)方向之一。
（3） 高(gao)帶寬傳輸
根(gen)據香濃定律(lü)可知，信道容(róng)量與帶寬和(he)信噪比成正(zhèng)比，爲📐了滿足(zu)5G網絡Gbps級的數(shù)據速率，需要(yào)更大的帶寬(kuān)。頻率越高，帶(dai)寬就越大💋，信(xin)道容量也就(jiù)越高，因此，高(gao)頻段✉️連續帶(dài)🤩寬将成爲5G的(de)主流選擇。配(pei)合一些有效(xiào)的提升頻譜(pǔ)效率技術，比(bǐ)如大規模MIMO等(děng)，在高帶寬模(mo)式下可以很(hěn)容易實現🍉10Gbps的(de)傳輸速率。
（4） 新(xin)型空中接口(kǒu)技術
爲了進(jin)一步的提高(gao)頻譜利用率(lǜ)以及應用的(de)靈活性，業界(jie)普遍🈲認爲在(zai)5G系統中會采(cǎi)用不同于4G的(de)空中接口技(jì)術🚶♀️。目前被廣(guǎng)泛研究的主(zhu)要包括：非正(zheng)交多✉️址接入(rù)技術（NOMA）、濾波組(zǔ)多載波技術(shù)（FBMC）、全雙👄工技術(shù)（Full Duplex）等。各個廠家(jia)都在積極的(de)🌈推動各自主(zhu)導的新☁️技術(shù)，希望能夠在(zai)5G标準中脫穎(yǐng)而出，成爲5G标(biāo)準技術，不過(guò)這些技術是(shì)否能夠在5G系(xi)統中發揮更(gèng)有效的作用(yòng)，還有待進一(yī)步🧡研究和驗(yan)證。
3、 5G測試方案(an)
雖然目前5G技(ji)術标準尚在(zài)讨論中，但是(shi)作爲測試儀(yi)表廠商的代(dài)表羅德與施(shi)瓦茨公司（簡(jiǎn)稱R&S公司）已經(jing)開始積極的(de)投入到相關(guān)測試技術及(jí)方案研究中(zhong)。針對5G廣泛認(ren)可的毫米🔆波(bo)、大規模天線(xiàn)❄️陣、高帶寬等(děng)關鍵技術，R&S公(gong)司可以提供(gong)完整的測試(shi)解決方案，以(yi)♌幫助設備廠(chang)家進行相應(yīng)✊5G技術的研究(jiū)👈。下面将分别(bie)😍介紹R&S公司針(zhen)🔆對5G技術相應(ying)的測試方案(an)。
3.1 毫米波測試(shì)方案
R&S公司針(zhēn)對毫米波頻(pín)段信号的産(chan)生和分析主(zhu)要通過矢量(liang)信号發生器(qi)和矢量信号(hao)分析儀來完(wan)成，目前R&S公司(sī)的高頻矢量(liang)⭕信号發生器(qi)SMW200A單台儀表最(zuì)高可🌈以實現(xiàn)40GHz信号的産生(sheng)，如果配合相(xiang)應的外接混(hun)頻模🚩塊則可(kě)以實現高達(da)100GHz的矢量信号(hao)産生。SMW200A自身可(ke)以産生160MHz帶寬(kuan)的信号，可用(yong)于802.11ac、LTE-A等信号産(chan)生，如果通過(guo)外部的模拟(nǐ)IQ輸入，SMW200A可以實(shi)現高達2GHz帶寬(kuān)信号的産生(sheng)，可以☁️完全滿(man)足目前5G研究(jiū)的需求。
R&S公司(sī)的矢量信号(hao)分析儀FSW最高(gāo)頻率可達到(dào)85GHz，同樣配合混(hun)🈲頻模塊⭐可以(yǐ)實現高達100GHz信(xìn)号的接收和(hé)分析。FSW自身的(de)分析🐆帶寬爲(wèi)500MHz，如果配合RTO示(shì)波器，分析帶(dai)寬可以達到(dào)2GHz。下圖爲40GHz頻率(lǜ)，500MHz帶寬信号的(de)産生及分析(xī)測試環境：
圖(tu)2 毫米波信号(hào)産生及分析(xi)測試環境
3.2 Massive MIMO測試方案(àn)
MIMO技術已經廣(guǎng)泛應用在無(wú)線和移動通(tōng)信系統中，不(bu)過在☁️5G系統🧡中(zhong)，對MIMO技術又做(zuò)了進一步增(zēng)強，首先天線(xiàn)😍數目已經不(bu)局限在4G 階段(duan)的2或者4根天(tian)線，将會有大(dà)規模的✌️天線(xian)陣列出現🚶♀️，比(bǐ)如8，16或者128根天(tian)線；其次三維(wéi)天線的波束(shù)賦形等技術(shù)也将有可能(néng)成爲現實。
R&S公(gōng)司的矢量信(xìn)号發生器SMW200A爲(wèi)MIMO系統測試提(tí)供了理想的(de)選擇，它可以(yǐ)産生滿足标(biao)準要求的無(wú)線和移動通(tōng)信信号，目前(qián)通過擴展可(kě)支持八根接(jiē)收天線，頻率(lǜ)最高可達到(dào)20GHz。同時，SMW200A還可以(yi)模♍拟完整的(de)MIMO傳輸信道，最(zuì)大支持16條衰(shuāi)落通道，帶寬(kuān)高達160MHz。
圖4 20GHz八天(tiān)線信号産生(shēng)測試環境
同(tóng)時，在針對大(dà)規模MIMO系統中(zhong)的OTA測試， R&S公司(si)最新推出的(de)❤️頻率高🙇🏻達40GHz的(de)暗室，可以滿(man)足目前5G系統(tǒng)OTA測試的需求(qiu)
本文簡(jiǎn)要介紹了5G系(xi)統的關鍵技(ji)術，同時介紹(shào)了R&S公司針⭕對(dui)5G系統的測試(shì)方案。雖然目(mu)前5G技術還處(chù)在預研和标(biāo)準制定階段(duàn)，不過各個廠(chang)家對于5G技術(shu)的測試需求(qiu)已經越來越(yuè)明顯，R&S公司的(de)矢量信号發(fa)生器SMW200A，矢量信(xìn)号分析儀FSW，矢(shǐ)量網絡分析(xi)儀ZNB等儀表可(ke)以滿👄足目前(qián)5G預研的需求(qiú)，同時R&S公司也(ye)将緊跟5G标準(zhun)，力争爲5G技術(shù)的發☂️展提供(gong)完整優質的(de)測試方案。
