5G面臨的測試挑戰(zhàn)及解決方案　

作者/ 屠方澤 美國國家儀器有限公司

摘要：5G相關(guān)開發(fā)工作已經(jīng)加快，而諸如毫米波、大規(guī)模天線OTA測試等測試問題仍然是5G面臨的重要考驗。本文就相關(guān)測試問題及解決方案進行了介紹和分析。

802.11ax和LTE NR測試方案

　　目前，行業(yè)內(nèi)比較關(guān)注的兩點是802.11ax測試方案和LTE NR的硬件原型及測試方案。 802.11ax是WiFi通信技術(shù)802.11ac協(xié)議的演進，旨在增強系統(tǒng)的吞吐率和解決密集人群介入單個AP的接入問題。在802.11ax中提出了1024 QAM的調(diào)制方式，高階的調(diào)制方式對射頻硬件的性能提出了較高的要求。NI于2016年發(fā)布的第二代矢量信號收發(fā)儀和最新的WLAN測試工具包是一個成熟的測試方案，能夠準確實現(xiàn)802.11ax協(xié)議的測試，并且1024QAM EVM的測試性能優(yōu)于-50dB。

　　LTE NR是4G蜂窩通信LTE技術(shù)的演進，在今年3GPP RAN#75會議上，多家通信巨頭集體宣布支持加速5G NR標準化進度，同意將5G NR Non-Standalone(非獨立組網(wǎng))從原計劃的標準完成時間2018年6月提前到2017年12月，以滿足部分運營商在2019年實現(xiàn)5G商用的強烈需求。在LTE NR方面，NI于2017年3月22日的WCNC會議上，與美國運營商Verizon合作展示了基于NR架構(gòu)的28GHZ毫米波OFDM系統(tǒng)。

毫米波和大規(guī)模天線OTA測試挑戰(zhàn)

　　從長期來看，5G比較大的挑戰(zhàn)是毫米波和大規(guī)模天線OTA測試。毫米波通信和大規(guī)模天線技術(shù)無疑是5G通信中的亮點技術(shù)。NI已經(jīng)在這兩個技術(shù)點做了非常成熟的技術(shù)儲備和市場應(yīng)用方案。

　　在Massive MIMO方向上，NI從2014年開始和瑞典Lund University合作，在全球第一次實現(xiàn)了100天線的大規(guī)模天線信道測量和硬件原型化平臺。之后又積極地和國內(nèi)外通信研究公司和相關(guān)通信設(shè)備供應(yīng)商合作(包括Bristol University、Intel和東南大學(xué)等NI射頻領(lǐng)先用戶)，業(yè)界可以更高效地將最新的通信算法快速地原型化在真實的通信系統(tǒng)中。

　　在毫米波通信上，從信道測量開始到硬件的原型化通過和紐約大學(xué)、諾基亞網(wǎng)絡(luò)、上海無線通信研究中心、北京郵電大學(xué)等射頻領(lǐng)先用戶的合作。 NI和諾基亞網(wǎng)絡(luò)公司共同開發(fā)了數(shù)據(jù)傳輸速率高達10 GB/s的毫米波通信鏈路，這是目前公開展示的速度最快的移動接入無線系統(tǒng)。 這個超快寬帶速率符合工業(yè)對5G網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期，尤其為用戶提供了比最先進WiFi網(wǎng)絡(luò)高出50倍的數(shù)據(jù)速率和延遲降低。

提高測試效率關(guān)鍵方案

　　5G測試中碰到的一個明顯的問題在于通信協(xié)議的增加，使得無線測試的難度在無形增加。圖1是從2000年開始無線協(xié)議增加的變化。

　　但是另一方面，無線芯片的測試成本在不斷地降低，所以，如何有效地提高無線芯片的測試效率成為了企業(yè)盈利的關(guān)鍵。在這方面，NI提出軟件定義無線電的架構(gòu)和PXI模塊化的硬件測試方法來提高測試效率，降低測試成本。

　　軟件定義無線電的架構(gòu)，可以更高程度上復(fù)用測試系統(tǒng)硬件，同樣的系統(tǒng)硬件加載不同的軟件工具包(WLAN無線測試工具包、藍牙測試工具包、LTE/LTE-A測試工具包)，就可以實現(xiàn)WLAN、藍牙和LTE網(wǎng)絡(luò)不同的測試功能。另一方面，PXI的模塊化特性保證了系統(tǒng)中的模塊可以靈活地配置和升級，確保了這個平臺上的產(chǎn)品能夠借助于快速的CPU和FPGA，從而確保了更快的測試處理速度。

　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第5期第18頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。