浅析5G 终端电磁兼容测试

张鹏

（中检集团南方测试股份有限公司，广东 深圳 518055）

中国移动通信开展已经有近40 年的时间，电磁兼容测试一直贯穿这项工作当中。目前该项事业发展迅速，并正在不断上升。在前期的通信技术基础之上，中国的第五代移动通信（5G）技术目前处于全球领先地位。5G 通信优势较大，能够实现高速通信，可靠性较高、应用范围广，这些优势也是5G 通信的主要特征。与此同时，也出现了电磁兼容问题，在一定程度上降低了终端设备的性能，影响了运行效果。

1 5G 终端的电磁兼容问题

5G 通信是在4G 基础上发展起来的，通信速度快，这不仅仅依赖于通信技术的提高，还要依靠带宽的增加。引进新频谱也使得5G 通信的速度提升了很多。新频谱使得电磁稳态面临新问题，场景更加复杂，可能对其他电子设备产生影响，导致设备无法达到最佳运行效果。

大量物联网的引入是5G 通信特性之一。这样的方式能够改变大众的生活模式，但引入物联网会造成各频率间的相互影响。另外，大量的设备及其配套设施都会发生辐射，使得各设备之间产生影响，存在一定的风险。

高可靠性和低延时性也是5G 通信的主要特性，其在实际生活中也已经得到应用，比如无人驾驶技术、商店智能化操作都是它的应用[1]。但是，这样的技术也有电磁兼容的问题。要想应用这样的技术，则设备的抵抗干扰能力一定得非常强大。如果设备的抗干扰能力达不到标准，则会产生严重的后果，这是无法提前估计的。电磁兼容测试就是对应用的终端设备实施检测，检测的主要目的就是检查电磁兼容中存在的问题，并寻找最适合的解决方法。

电磁兼容会产生一定的风险。比如在无人驾驶或远程驾驶中，一旦出现严重的电磁兼容问题，则所造成的结果不堪设想。无人驾驶出现问题也是真实存在的，随着信息技术的提升，人们对无人驾驶也更加期待，但在无人驾驶中，如果乘坐人员产生的静电通过某种方式耦合在车身上，则通信功能可能会受到一定的影响，即使很短暂的信号失灵，也对高速行驶的汽车是极其危险的。而假如已经做过干扰测试，并且很好地处理了抗干扰问题，则就可以规避干扰问题。

2 5G 终端电磁兼容测试的重要性

电磁兼容是保障设备可以运转的重要性能。比如，在手机的问题处理上，最初都会进行电磁兼容测试，然后再进一步查找其他原因，可见电磁兼容问题的重要性。全球有多个国家都在发展5G 通信，这需要有强大的技术作为支撑，同时也是拓展经济的一种方式[2]。5G 通信影响面非常广，它可以推动更多领域的同步发展。电磁兼容就是其中重要发展内容之一。在5G 通信的组成中，终端设备占据了很大的比例，远远超过其他基站和设备。但获得发展的同时，由于终端产品种类较多，情况复杂，使得电磁兼容问题凸显。研究解决这样的问题不完全是为了提高其兼容性，更重要的是稳定电磁环境，使二者能够彼此适应，友好发展。因此，5G 通信的健康发展不能脱离电磁兼容方面的帮助。

3 5G 终端电磁兼容标准

从过去终端电磁兼容数据看，一般选择的都是符合标准的配套设施。当前，全球使用的标准有很多，包括欧洲标准组织（ETSI）和3GPP 组织标准，当然中国也设定了通信标准协会（CCSA）。对于终端产品的测定，国外一般参照使用的都是无线设备收发的标准。在进行测定工作时，以通信指标作为设备的实际工作情况、性能数据的判定依据。所以，电磁标准要在终端设备的收发标准确定后确定。国内标准的制订是领先于全球的，本文主要以国内标准作为主要研究对象，对5G 终端电磁兼容测试加以解析。

ETSI 于2019 年初对5G 终端频谱标准进行了试版，结果不尽人意，但是这一草稿为电磁兼容终端设备标准提供参考。因此，等5G 无线协调标准出现，才使得终端电磁兼容标准有了可参考的依据。ETSI 通过对3G 与4G 的相应标准进行合成，且ETSI 很有可能会继续完成测试的具体步骤等，而不仅仅只是在终端设备上进行唯一的标准设定。

3GPP 在2017 年年末对版本5GNR 进行了标准封冻，而与5G终端电磁兼容标准关联性最强的就是TS38.101 系列标准，主要有TS 38.101-1、TS 38.101-2、TS 38.101-3、TS 38.101-4。其全都是用户设备进行无线传收的规范。这一系列标准把5G 频段分成2 个部分：FR1 部分和FR2 部分，其中，前一部分已经大体结束，并对各项参数进行了设置，但FR2 部分的毫米波段频完成量非常少。

CCSA 采用的终端电磁兼容标准为YD/T 2583.18，其在2018 年进行了第一版试稿，且在2019-03 对意见稿进行了意见征集，并且在2019-12-24 正式实施。FR1 部分变化不大，只是辐射杂散值有所改变。而FR2 部分有可能尚存争议，还在研究当中。

4 5G 终端电磁兼容测试

当前，5G 终端电磁兼容标准的编制方面中国领先于其他国家。本文主要采用标准YD/T2583.18 作为研究参考，对中国的5G 终端电磁兼容测试进行了分析。

4.1 5G 终端FR1 部分的电磁兼容测试

在5G 终端FR1 部分中，除去一些杂乱限制的较小改变以外，电磁兼容测试发生改变的情况很少。比如测试场景、方式、检测设施等并没有多大变化。其中，变化最为明显的当属终端设备的运行情况，而这个运行情况必须要符合标准TS 38.101 中的具体要求[3]。另外，还需要进行综合考量，结合电磁兼容测试所需进行判定。通常电磁兼容的测试有两种，包括骚扰和抗骚扰。两类测试的参照物不相同，因此在测试中工作情况也是不一致的。要以以往的测试作为参照，对FR1 部分的测试情况进行预估。

FR1 部分骚扰测试中，5G 终端电磁兼容测试时工作情况为：选定频率，根据中国国情结合TS 38.101，最终选定工作频段。选定之后，将会被自动确认为中心频率，即终端的频段被定下来。被测设备在典型状态下进行测试，要尽量趋近现实情况。在具体测试中会分为两种状态，包含工作模式与不工作模式，二者皆需测试。测定的发射功率为整个过程中取最高频。最大骚扰值可以依据以往测试经验和数据进行综合分析，同等条件下RB 为1 时骚扰值为最大。带宽要分区段逐段测试，包括带宽的最高值、最低值及中间值。

FR1 部分的抗扰测试中，与以上测试状况大致相同。主要的不同之处在于不需要出现最大骚扰值。要对抗扰性进行检测，就要使设备的灵活性达到最高。例如，在宽带增加中，终端设备的带宽和速度应处于最大值，这样才能测定5G 终端高速状态下抗干扰情况。在不同的应用当中，工作的情况也是不一样的。有的版本对应的就是增加移动宽带业务，有的版本需要高可靠性。因此，针对不同的需求，要对RB 进行合理设定。

4.2 5G 终端FR2 部分的电磁兼容测试

FR2 部分的电磁兼容测试还在编制的过程当中，很多情形还无法确定，而且未获得相关证照。所以，FR2 部分电磁兼容测试还未得到可依靠的数据，只能通过以往的数据对此进行展望，虽然测试项目未产生改变，然而，在别的方面却并不能保障不变化。

FR2 部分的骚扰测试中，其测试方式和限值与FR1 部分大体相同。就当前状态而言，辅助设施的频段应较低，一般应小于FR1 最大频段。因此，测试结果基本会与FR1 部分大致相同。骚扰类测试产生改变的只有辐射杂散，一般在毫米波段产生较大的改变，测试场所、距离、方式、限值等将产生改变。当前，能够肯定的就是限制变化从ERP 转为TRP，因此，与之匹配的数据也发生了改变，限制也要依据现实情况对测试频段进行重新选定[4]。即使当前还未对5G 终端FR2的杂散状况实施检测，仍然能够参考现存的与之频段接近的终端设备限值。

FR2 部分的抗扰测试中，抗扰测试主要是运用空间耦合进行信号的收集，但是通信频率的改变对结果不会产生较大改变，因此测试结果也不会改变太多。射频场对于抗扰度的传输主要是运用耦合现象对信号进行搜集，频段对此会产生一些影响，当前对抗扰度的标准还没有修订完毕，因此标准也没有发生变化，测试结果也不会有所改变。标准的制订机构也在积极地进行测试，而接下来抗扰度测试的结果如何还是个未知数，需进一步研究。

5 结论

5G 通信技术得到了广泛的发展空间，全球也在积极发展5G 通信技术，它的应用场景运用范围较广，美国、欧盟、中国都在致力于它的进一步发展，这对于电磁兼容领域来说也是一个重要的发展契机。电磁兼容问题对于5G 通信技术的发展起着至关重要的作用。电磁兼容和5G 通信技术只有协调发展，创造稳定的电磁环境，才能促进5G 通信技术走得更远。