提供完整优质5G测试方案 罗德与施瓦茨助力5G新空口测试

冯宇

随着移动通信系统带宽和能力的增加，面向个人和行业的移动应用快速发展。移动互联网和物联网的快速发展，成为5G的主要驱动力。

面向2020年及未来，超高清、3D和浸入式视频的流行，将会驱动数据速率大幅提升，同时用户还希望能够在体育场、演唱会等超密集场所，高铁、车载、地铁等高速移动环境下也能够获得一致的业务体验；物联网的广泛应用，智能家居、智能电网、视频监控、移动医疗、车联网等应用对移动通信技术提出了更严格的低延时、高可靠性、大容量等需求。

在新一代移动通信网络中，能耗、每比特成本、部署和维护的复杂度等可持续发展要求也进一步加强。

5G典型空口技术

目前为止，5G技术还处在预研阶段，其技术规范还没有统一定义，所以各大公司都在对5G技术进行积极的研究和讨论，现阶段基本得到业界认可的新型空口关键技术主要包括以下四个方面。

（1）新型多载波技术

多载波传输技术是为了通信物理层的关键技术之一，但是传统的CP-OFDM（即LTE下行传输技术）存在带外泄露高、同步要求严格、有效利用率低等缺点，不能很好的满足5G各种丰富的业务场景。因此很多设备厂家提出了用于5G的新型多载波技术，比如F-OFDM，FB-OFDM，UFMC等。

（2）新型多址技術

多址接入技术是蜂窝移动通信网络的关键技术，传统的接入技术多集中在正交多址接入上面。

但是在未来5G系统中，可能会存在大容量接入场景，比如物联网等。针对5G系统中的多址接入方式，目前有SCMA、MUSA、PDMA、NOMA等都在3GPP标准讨论范围之内，但是最终哪个会成为5G的多址接入标准还需要进一步讨论。

（3）新型编码技术

为了提高编码效率，减小业务开销，并且增加信息传输的可靠性，在5G系统中希望能够采用新型的编码技术。目前3GPP会议确定在增强移动宽带场景（eMBB）中的数据信道使用LDPC编码技术，控制信道使用Polar编码技术。目前经过外场关键技术验证和测试，两种编码技术增益稳定性能优异。

（4）新型参数集帧结构

为了应对不同频段和场景，在5G系统中规定以15KHz为基础子载波间隔，可以将子载波间隔配置为15×2^n KHz。同时，系统还需要支持灵活的帧结构设计，帧结构灵活配置，以支持上下行业务速率不同需求的场景。在对时延要求很高的低时延高可靠场景（URLLC）中，还需要进一步降低TTI长度，以减小系统时延。

R&S针对5G新空口测试方案

虽然目前5G技术标准尚在讨论中，但是作为测试仪表厂商的代表罗德与施瓦茨公司已经开始积极的投入到相关测试技术及方案研究中。尤其是针对5G新空口技术，罗德与施瓦茨公司可以提供完整的射频和功能测试解决方案，以帮助设备厂家进行相应5G技术的验证。

R&S公司的矢量信号分析仪FSW最高频率可达到85GHz，同样配合混频模块可以实现高达100GHz信号的接收和分析。FSW自身的分析带宽为1.2GHz，如果配合RTO示波器，分析带宽可以达到2GHz，可以支持客户实现5G新型基站的所有射频测试项目。

R&S公司的5G信号分析软件（FS-K196），可以支持主流的5G新型多载波技术分析包括UFMC、F-OFDM、FB-OFDM、SC-FDMA等，同时还支持客户自定义子载波间隔、帧结构、参数集、调制方式等，按照被测信号形式生成配置文件，对被测信号进行解调和分析。

软件中可以在以时频域为基础，显示被测信号在时频域的资源分布，占用的子载波和时域符号，并且以不同颜色区分不同信号类型，帧结构解析示意图如图2所示。

同时针对5G系统采用的新型多址接入技术和新型编码技术，基于R&S公司的后处理软件也可以在解调分析的基础上进一步进行解码功能测试，如图3所示。

R&S公司针对5G信号的产生主要通过矢量信号发生器来完成，目前R&S公司的高频矢量信号发生器SMW200A单台仪表最高可以实现40GHz信号的产生，如果配合相应的外接混频模块则可以实现高达100GHz的矢量信号产生。SMW200A自身可以产生2GHz 带宽的信号，带内平坦度小于0.5dB，不仅可用于传统标准通信制式信号如GSM、WCDMA、LTE、802.11ac、LTE-A等信号产生，同时SMW200A也支持UFMC、FBMC、GFDM、F-OFDM、FB-OFDM等5G候选多载波技术，SCMA、MUSA、PDMA等多址技术，LDPC/Polar编码技术，客户可以根据需要产生相应的5G信号，同时SMW200A也支持客户完全自定义信号格式。用于实现接收机灵敏度等测试项目。

结束语

本文简要介绍了5G系统的关键技术，同时介绍了R&S公司针对5G新空口的测试方案。罗德与施瓦茨公司的矢量信号发生器（SMW200A），矢量信号分析仪（FSW），配合相应的软件可以完全支持不同设备厂家完成5G新空口的测试验证，同时R&S公司也将紧跟5G标准，力争为5G技术的发展提供完整优质的测试方案。