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信通院张翔:Sub 6GHz测试系统已广泛应用于5G,测试结果获得业界广泛认可

时间:2019-07-19 10:12:43

来源:通信世界全媒体

作者:孟月

【慧聪通信网】“经过前期基站射频指标测试的多轮迭代,目前基站厂家测试结果已经非常良好,工作带宽、阵子数、通道数都满足了运营商的要求,最大的EIRP波束的波间功率已经大于77dBm,可以很好的满足5G低频段的覆盖。”中国信通院技术与标准研究所无线与移动研究部主任工程师张翔在2019年(暨第七届)IMT-2020(5G)峰会上表示。

信通院张翔:Sub 6GHz测试系统已广泛应用于5G,测试结果获得业界广泛认可

中国信通院技术与标准研究所无线与移动研究部主任工程师  张翔

众所周知,5G引入了大规模MIMO和毫米波技术,使5G测试面临全新的挑战,传统的测试方案均无法支撑5G测试。中国信通院技术与标准研究所在多年理论研究和测试验证基础上,创新设计和研发出5G射频和性能系列测试解决方案,形成了多维度OTA测试矩阵。在本次峰会上,中国信通院全面展示了Sub 6GHz和毫米波频段的5G射频和性能测试方案和应用成果。

对于5G测试,3GPP有4种方案:远场、近场、紧缩场和动态赋形紧缩场。远场,成本巨大,同时因为测试距离大,路损大,导致测小信号时容易出现问题;紧缩场,传统用来测雷达反射截面,现在用到民用用途,对于测试要求也有一些新需求,比如恒温恒湿,然而测基站需要高温高湿的环境,这两个环境是违背的,同时对场地建设也有很高的要求,比如地基的铺设,防震的处理等。此外,传统用的天线测试是近场方案,也无法做5G的有源测试,比如EVM和杂散测试都存在一些问题。

5G测试挑战巨大

据介绍,信通院与国内厂家一同研发主要针对Sub-6GHz的动态赋形紧缩场。但测试中最大的问题是场地众多、方案众多,导致测同一个设备会面临比较大的不确定度。为此,信通院与国内优质大学清华大学合作,在Sub 6GHz选择一个标杆场,选择一个领头的反射面(这个反射面能做2.4米的被测件),而且指标全面优于3GPP的指标要求,同时与测试厂家进行了多轮的测试验证。

当然,张翔表示,反射面只是一个铝制的反射板和碳纤维反射板,这个反射板并不是测试的核心,测试的核心是软件——如何控制反射面、转台、仪表,并成自动化测试很关键,毕竟测试量非常大。近年来,信通院也由此自主开发了一个反射面,可以支持3GPP所有的射频标的测试,同时可以支持CCSA所要求的基站的相关要求,也支持国内三大运营商的测试企标的要求,另外支持国内所有主流的射频类仪表,也有转台的接口协议。

“在完成了自动化测试后,会发现由此产生的数据可能有几十个G。这样庞大的测试数据分析起来很复杂,采用传统手动一条一条分析,将需花费很长时间。”张翔介绍称,为此信通院同样开发了自动化分析软件,可以对相应的测试数据进行自动化的全自动分析,并可以支持运营商各种定制化的要求。“为了降低各个测试场和测试结果的不确定度,也为了支持产业的发展,信通院愿意将分析软件免费向业界进行开放。”张翔如此表示。

低成本解决方案:动态赋形紧缩场

出于成本考虑,为测试众多厂家的基站设备,信通院在Sub 6GHz提出低成本解决方案——动态赋形紧缩场,用一个更大的阵列反向赋形基站,目前已经具备了入网条件。可以覆盖2.6GHz、3.5 GHz、4.9 GHz的主流频段测试,也支持所有指标的测试验证。

经过前期基站射频指标测试的多轮迭代,目前基站厂家测试结果已经非常良好,工作带宽、阵子数、通道数都满足了运营商的要求,最大的EIRP波束的波间功率已经大于77dBm,可以很好的满足5G低频段的覆盖。

据悉,Sub 6GHz测试系统已经应用于5G技术研发试验、运营商5G商用基站测试、系统设备厂商5G关键产品研发测试等环节,测试能力全面满足3GPP及运营商的相关规范要求,测试结果获得业界广泛认可。

在会上,张翔总体介绍了信通院对3GPP测试的支持情况:无论是紧缩场还是动态赋形紧缩场,信通院都可以支持所有带内带外指标的测试,但是目前有些测试指标受到一些限制,同时,信通院正在寻找相应的器件以便实现全部指标的精确覆盖。

此外,对于毫米波基站的测试,信通院针对目前基站各个尺寸和相应要求,制定小型紧缩场方案,并已经完成两个厂家毫米波基站的测试验证,可以实现所有带外、带内关键指标的测试验证,而且所有测试指标符合3GPP要求,不确定度完全符合3GPP要求。“在毫米波测试方面,信通院在功能上能够全部覆盖所有毫米波的测试进展。虽然毫米波商用还需要一段时间,但是现在信通院已经具备了毫米波的测试能力。”张翔表示。

除了基础的射频测试,还需要测试基站的性能。实际传播环境会对无线信号有遮挡、衰减等影响,这些遮挡和衰减的效果不能只依赖室外,也需要在室内做相应的测试验证。

从2017年到现在,业内也完成了3种测试方案的统一,并提出了全新的基于球面探头墙的OTA测试方式,完成了3家系统厂商的方案验证。目前来看,基站厂家在低速情况下吞吐量效果符合理论预期。

但是也要看到目前测试存在的几个问题。一是高速,更高移动速率的测试仍比较困难。二是跟踪能力上,各个厂家的基站能力存在细微差别,三是毫米波性能测试预计在明年年初具备测试条件,时间紧、任务重,还未形成成熟观念挑战很大。

在张翔看来:“对于终端的测试能力,Sub 6GHz测试与4G测试并没有太大的区别,但毫米波终端测试将有大的变革。”比如,测毫米波的射频指标,目前业内基本统一到了紧缩场的测试方案,并且紧缩场测试方案已经具备了相应基站终端毫米波测试能力。

信通院认为在手机终端测试方面主要是4个方面的挑战。第一,下行4天线,但原来4天线是两流,而5G则要同时接收四流,若手机的天线做得不好,差别将非常大。第二,传统手机上行是单发的,5G手机需变成双发,之间的干扰将非常严重的,如何预先测试出干扰也很关键。第三,传统只有数据波束,现在包括参考信号都有波束,以及5G和4G的互操作如何做。

信通院认为在手机终端测试方面主要是4个方面的挑战。

第一,下行4天线,但原来4天线是两流,而5G则要同时接收四流,若手机的天线做得不好,差别将非常大。第二,传统手机上行是单发的,5G手机需变成双发,之间的干扰将非常严重的,如何预先测试出干扰也很关键。第三,传统只有数据波束,现在包括参考信号都有波束,以及5G和4G的互操作如何做。

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