Massive MIMO天线及毫米波终端测试进展

作者/罗德与施瓦茨（中国）科技有限公司业务发展部经理 汤日波

为了实现在未来5G规划的3个场景：eMBB、 mMTC和uRLLC，在5G的网络框架和空中接口都必须是灵活的结构来应对不同的场景需求，需要更多的频谱。在5G的频谱规划中，有低频段的Sub-6GHz，又有规划中的毫米波如26GHz、39GHz频段等，中国政府基本明确了未来的5G频谱规划。5G 标准化方面， 2017年12月3GPP RAN #78会议上确定了 NSA Option 3 的规范，2018年3月3GPP RAN #78会议上冻结。在2018年6月的3GPP RAN #80会议上将完成所有的包含SA / uRLLC 的Rel-15 L1/L2 规范。在中国5G技术研发试验第三阶段， 2018年Q1启动NSA架构的室内和外场测试；2018年Q3启动SA架构的室内和外场测试；2018年Q4启动终端和互操作测试。在5G商用方面，中国移动宣布Q1/2018 在5个城市建设 500 个5G基站实验网，在Q1/2019开始5G终端友好用户实验，计划2019年国庆节70年大庆时在12个城市演示5G商用网络。

5G标准与OTA测试方法

按照产业成熟的先后顺序，有了5G标准，最先推出的应该是5G网络系统设备，而5G芯片和终端应该是商用的最后环节。测试设备是5G生态必不可少的一环，终端设备的标准符合性或者说一致性测试是移动通信技术商用的基石之一。测试设备应该和芯片和终端商用的同期推出，来支撑5G商业化的成功发展。

5G的新技术之一是基站的Massive MIMO，如何测试和评价基站Massive MIMO系统的性能对5G商业化中实现和满足设计的系统容量和效率的提高有很重要的作用。由于天线阵面较大，传统的远场测试成本很高，寻求行业内达成共识的较低成本的测试方法同时能够正确地评估Massive MIMO性能很重要。

5G网络部署是一个漫长的过程，5G不会独立存在， 5G和4G等技术的演进关系和融合组网都很重要, 尤其对于终端测试而言，测试仪表与4G等技术的融合显得格外重要，5G和4G的频谱组合场景非常复杂。5GNR构造了全新的5G灵活空中接口，eMBB需要更高的传输带宽，uRLLC需要更低的时延，还要兼顾到未来的5G 毫米波的高带宽，5G终端测试会更加复杂。

未来5G毫米波的测试将难以采用传统的连线测试，只能采用OTA的测试方法。OTA的测试方法和测试技术正在快速的发展中。

R&S公司5G测试解决方案

R&S公司在微波毫米波方面已经有几十年的历史，传统上微波毫米波频段主要应用在国防军工领域，R&S公司早已经向中国市场提供过超过500GHz的测试设备用于科学研究等方面。在应对5G未来测试挑战方面， R&S公司已经和全球合作伙伴一起进行了大量的5G预研工作。R&S公司的矢量信号源SMW200A能够提供内置2GHz带宽的各种标准的和5GNR信号，单台最高频率达到40GHz，在更高的频段可以采用R&S的信号源频率扩展单元SZU来产生更高的毫米波频段5G信号。R&S公司的矢量信号分析仪SWM能够提供2GHz的分析带宽，在极高的接收灵敏度和线性范围下分析和测试5GNR信号，时域及调制域的特性，单台频谱分析仪FSW能够达到85GHz的应用频率，完全满足5G的各种射频信号的测试要求。R&S公司的矢量网络分析仪ZVA系列能够提供到500GHz的各种毫米波参数的测试，矢量网络分析仪ZNBT多通道矢量网络分析仪能够提供单台48通道的射频参数测试，可以用来校准5G的大规模阵列天线的射频收发单元。在Massive MIMO天线的OTA测试方面，R&S公司运用几十年积累的天线测试经验，正在向业界推广R&S的5G基站阵列天线的OTA测试方案。R&S在MWC2018期间展出了Massive MIMO PWC测试方案。在5G毫米波方面， R&S利用AST1000内置转台的小暗室实现5G毫米波终端的OTA测试。

R&S公司在2G/3G/4G的完整测试方案，将与R&S的新5G测试方案一起成为R&S公司在5G方面的最重要的核心竞争力。