解決(jue)方案
随着移動通(tong)信系統帶寬和(he)能力的增加，面(mian)向個人和🎯行業(ye)的移動應用快(kuài)速發展。移動互(hù)聯網和物聯網(wang)的快速發展✊，成(cheng)爲5G的主要驅動(dòng)力。面向2020年及未(wèi)來☂️，超高清🈲、3D和浸(jin)入🔞式視頻♌的流(liú)行㊙️，将會驅動數(shu)據速率大幅提(ti)升，同時用戶還(hai)希望能夠在體(tǐ)育場、演唱會等(děng)超密集場所，高(gāo)鐵、車載、地鐵等(děng)高速移動環境(jìng)下也能夠獲得(dé)一緻的業務體(ti)驗；物聯網的廣(guǎng)泛應用，智能家(jia)居、智能電網、視(shì)頻監控、移動醫(yi)療、車聯網等應(ying)用對移動通信(xìn)技術提出了更(gèng)嚴格的❗低延時(shí)、高可靠性、大容(rong)量等需求☁️。在新(xin)一代移動通信(xìn)網絡中，能耗、每(mei)比特成本💯、部署(shu)和維護的複雜(zá)度等可持續發(fā)展要求也♉進一(yi)步加強。
中國IMT-2020（5G）推(tui)進組對5G網絡的(de)性能要求和效(xiao)率需求通過一(yi)株綻放的鮮花(hua)來進行定義，其(qí)中花瓣代表5G的(de)六👅大性能指标(biāo)，體現了5G滿足未(wei)來多樣化業務(wu)與場景需求的(de)❗能力，花瓣頂點(dian)代表了🙇🏻相應指(zhǐ)标的最大值🌂；綠(lǜ)葉代表效率指(zhi)标，是5G可持續發(fa)展的基本保障(zhang)。
2、 5G關鍵技術(shù)介紹
（1） 毫米波
所(suǒ)謂毫米波，即波(bō)長範圍10到1毫米(mǐ)之間，也就是頻(pín)率在⭐30GHz到300GHz之間的(de)無線電波。傳統(tǒng)的移動通信工(gōng)作頻段主要集(jí)中在3GHz以下，使得(de)頻譜資源已經(jīng)十分擁擠，而在(zài)高頻段可用頻(pin)譜資源豐富🐪，能(néng)夠有效緩解頻(pin)譜資源緊張💃的(de)現狀，同時也可(kě)以✍️實現高速✉️短(duǎn)距離通信，支持(chí)5G容量和傳輸速(sù)率等方面的需(xu)求。不過毫米波(bo)頻段傳輸存🐉在(zài)着傳輸距離短(duǎn)、穿透力和繞射(she)能力差、容易受(shou)氣候環境影響(xiǎng)等缺點，如果真(zhēn)正想要在毫米(mǐ)波頻段實現🏒5G的(de)各種業務，還有(you)待進一步研究(jiu)和解決這些問(wèn)題。
（2） 大規模MIMO技術(shu)
MIMO技術已經廣泛(fàn)應用于LTE，WLAN等技術(shù)上面，理論上，天(tian)線越多，頻譜效(xiào)率👣和傳輸可靠(kao)性就越高。作爲(wei)近年來備🥰受關(guan)注的技術之一(yi)，多天🈲線技術經(jing)曆了從無源到(dao)有源，從🐅二維到(dao)三維（3D），從高階MIMO到(dào)⛱️大規模天線陣(zhen)列的💋發展，将有(yǒu)望實現頻譜效(xiao)率提升至十倍(bei)甚至更高，是目(mù)前5G技術👉重要的(de)研究方向之一(yī)。
（3） 高帶寬傳輸
根(gen)據香濃定律可(ke)知，信道容量與(yǔ)帶寬和信噪比(bǐ)成正⚽比，爲了滿(man)足5G網絡Gbps級的數(shu)據速率，需要更(geng)大的帶🙇🏻寬。頻🌐率(lǜ)越高，帶寬就越(yuè)大，信道容量也(ye)就越高，因此，高(gao)頻段🏃♀️連續帶⭐寬(kuān)将成爲5G的主流(liú)選擇📞。配合一些(xie)有效的提升頻(pín)譜效率技術，比(bǐ)如大規模MIMO等，在(zài)高帶寬✂️模式下(xià)可以很容易實(shí)現10Gbps的傳輸速率(lü)。
（4） 新型空中接口(kǒu)技術
爲了進一(yī)步的提高頻譜(pu)利用率以及應(yīng)用的靈活性，業(ye)☁️界💔普遍認爲在(zài)5G系統中會采用(yòng)不同于4G的空中(zhong)接口技術。目前(qian)被廣泛研究的(de)主要包括：非正(zheng)交多址接入技(jì)術（NOMA）、濾🚩波組多載(zǎi)波技術（FBMC）、全雙⭐工(gong)技術（Full Duplex）等。各個廠(chǎng)家都💘在積極的(de)推動各自主導(dǎo)的新技術，希望(wàng)🛀🏻能夠在5G标準中(zhong)脫穎而出，成爲(wèi)5G标準技術，不過(guò)這些♋技術是否(fǒu)能🧑🏾🤝🧑🏼夠在5G系統中(zhong)發揮更有效的(de)作用，還有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。
3、 5G測試方案
雖(suī)然目前5G技術标(biao)準尚在讨論中(zhōng)，但是作爲測試(shì)儀表廠商的代(dài)表羅德與施瓦(wǎ)茨公司（簡稱R&S公(gōng)司）已經開始積(ji)極的投入到相(xiàng)關測試技術及(jí)方案研究中。針(zhen)對5G廣⭕泛認可🥰的(de)毫米波、大規模(mo)天線陣、高帶寬(kuan)等關鍵技術，R&S公(gōng)司可以提供完(wán)整的測試解決(jué)方案，以幫助設(she)備廠家進行相(xiàng)應5G技術的研究(jiu)。下面将分别介(jiè)紹R&S公司針🥰對🏃5G技(ji)術相應的測試(shì)方案。
3.1 毫米波測(cè)試方案
R&S公司針(zhēn)對毫米波頻段(duan)信号的産生和(he)分析主要通過(guo)矢量信号發生(shēng)器和矢量信号(hào)分析儀來完成(cheng)，目♍前R&S公司的高(gāo)頻矢量信号發(fa)生器SMW200A單台儀表(biao)最高可以實現(xian)40GHz信号的産生，如(rú)果配合相應的(de)🌐外接混頻模塊(kuai)則可以🐅實現高(gao)達100GHz的矢量信㊙️号(hào)産生。SMW200A自身可以(yǐ)産生160MHz帶寬的信(xìn)号，可用于802.11ac、LTE-A等🌈信(xin)号産生，如果通(tōng)過外部的模拟(ni)IQ輸入，SMW200A可以實現(xiàn)高達2GHz帶寬信号(hao)的産生👈，可以完(wan)全滿足目前5G研(yán)究的需求。
R&S公司(sī)的矢量信号分(fèn)析儀FSW最高頻率(lü)可達到85GHz，同樣配(pèi)合混頻模💋塊可(ke)以實現高達100GHz信(xin)号的接收和分(fen)析。FSW自身的分析(xi)帶寬爲500MHz，如果配(pei)合RTO示波器，分析(xī)帶寬可以達到(dào)2GHz。下圖爲40GHz頻率，500MHz帶(dai)寬信号的産生(sheng)及分析測試環(huan)境：
圖2 毫米波信(xìn)号産生及分析(xi)測試環境
同時(shí)由于毫米波頻(pín)段的信道模型(xing)不同于傳統的(de)🥰移動通信頻段(duan)，所以針對該頻(pín)段的信道探測(cè)需求🥰也越來越(yuè)突出。R&S公司可以(yǐ)提供完整的信(xin)道探測方案，頻(pin)率⛱️最高可達100GHz，帶(dai)寬最高可達2GHz，配(pei)合相應的測試(shì)軟件可以進行(háng)路徑損耗、路徑(jing)時延、到達角度(dù)等參數測試。測(cè)試環境如下圖(tú)所示：
MIMO技術已經廣泛(fàn)應用在無線和(hé)移動通信系統(tǒng)中，不過在🈲5G系統(tong)⁉️中，對MIMO技術又做(zuò)了進一步增強(qiang)，首先天線⁉️數目(mu)已經不局限在(zai)4G 階段的2或者4根(gen)天線，将會有大(dà)規模的天線陣(zhen)列出現，比如8，16或(huò)🔞者128根天線；其次(cì)三維🛀天線的波(bō)束賦形等技術(shù)也将有可能成(chéng)爲現實。
R&S公司的(de)矢量信号發生(shēng)器SMW200A爲MIMO系統測試(shi)提供了理想的(de)選擇，它可以産(chan)生滿足标準要(yao)求的無線和移(yí)動通信信号，目(mù)前通過擴展🌂可(ke)支持八根接收(shou)天線，頻率最高(gāo)可達到20GHz。同時，SMW200A還(hai)可以模拟完整(zhěng)的MIMO傳輸信道，最(zuì)大支持16條衰落(luo)通道，帶寬高達(da)160MHz。
圖4 20GHz八天線信号(hao)産生測試環境(jing)
同時，在針對大(dà)規模MIMO系統中的(de)OTA測試， R&S公司最新(xīn)推出的☀️頻率高(gāo)達🚩40GHz的暗室，可以(yǐ)滿足目前5G系統(tong)OTA測試的需求
4、 小(xiao)結
本文簡要介(jie)紹了5G系統的關(guān)鍵技術，同時介(jiè)紹了R&S公司針對(dui)5G系統的測試方(fang)案。雖然目前5G技(ji)術還處在預研(yan)和标準制定階(jiē)段，不過各個廠(chang)家對于5G技術的(de)測試需求已經(jīng)越來越明🐪顯，R&S公(gōng)司的矢量信号(hao)發生器SMW200A，矢量信(xin)号分析儀FSW，矢⛷️量(liang)網絡分析儀ZNB等(děng)儀表可以滿足(zú)目前5G預研的需(xū)求，同時R&S公司也(yě)将緊跟5G标準，力(lì)争🌈爲5G技術的發(fa)🐇展提供完整優(yōu)質的測試方案(àn)。
