5G無線通信空中接口性能測試

1、5G無線通信空中接口性能測試 【摘要】隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，無線通信技術(shù)也在不斷進(jìn)步。5G無線通信已經(jīng)進(jìn)入人們的生活，為了實現(xiàn)無線終端與通信規(guī)范兼容的目標(biāo)，提高用戶體驗，我國采取多種措施對無線終端指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)范。其中，運營制造商、測試機(jī)構(gòu)、科研測試人員乃至終端用戶對無線終端的射頻性能測試都十分注重。在我國現(xiàn)存有的傳統(tǒng)的測試模式當(dāng)中，末端受測試電纜導(dǎo)通模式的射頻性能，與實際情況相比，這種測試與實際情況相差很大。 【關(guān)鍵詞】無線通信技術(shù)；無線終端；通信規(guī)范兼容；性能傳導(dǎo)測試 目前5G時代已經(jīng)到來，無線通信終端各種所有框架建設(shè)都需要達(dá)到質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)線，同時還要保障它所有功能、性能存在?？罩薪涌诓糠?/p>

2、是十分重要的組成部分架構(gòu)之一，它是客戶終端與無線接入網(wǎng)之間的連接口。它的存在性能直接關(guān)乎到用戶使用網(wǎng)絡(luò)速度下載上傳的質(zhì)量，為用戶帶去十分直接的感觀體驗和感受。本文對5G無線通信空中接口性能評價測試進(jìn)行具體的拆析，闡述了現(xiàn)實意義。 1空中接口意義與技術(shù) 1.1空中接口存在的意義?？罩薪涌趩卧?，其直接與無線電接入網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)是一個移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)鍵模塊的終端的用戶界面，移動性提出的實施例1。5G通信技術(shù)主要分為三種應(yīng)用場景：這是一個廣泛的區(qū)域性場景，具有大的小區(qū)覆蓋率、方偉光，和中等的流量。大城市應(yīng)用市場場景，小區(qū)覆蓋區(qū)域面積為中等區(qū)間，服務(wù)需求比較高。還有當(dāng)?shù)氐男∫?guī)模市場，小小區(qū)覆蓋，更多的是

3、涉及比。根據(jù)不同的需求的市場應(yīng)用場景，空中接口性能標(biāo)的準(zhǔn)條件也有相關(guān)的需求。1.2空中接口結(jié)構(gòu)。目前，空中接口結(jié)構(gòu)主要包括空間端口波形調(diào)制、天線配置和數(shù)據(jù)傳輸方式，以及調(diào)配制作編碼糾正錯誤處理和處理解決多個用戶接入相關(guān)技術(shù)?？罩薪涌诩夹g(shù)相當(dāng)于不關(guān)閉式系統(tǒng)互連模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的性能，并且更倒向于物理層面。無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)便是整個物理層，也是最主要的部分之一，因為這部分包含了通信技術(shù)的核心技術(shù)價值。無線電波并不高于物理方面，其功能是構(gòu)造維護(hù)并使基站和無線終端沒有連接，使得無線接口2實現(xiàn)在設(shè)備之間。在這個過程當(dāng)中，無線電波發(fā)送的比特流必須接收。在我國未來5G時代，空中接口標(biāo)準(zhǔn)主體就是在物理

4、層，由于物理層天線的配置和傳輸是傳統(tǒng)的技術(shù)，發(fā)展相對成熟。在相對空氣界面而言是一個有線通信線路接口，在無線通信中，無線端口定義了基站與無線終端之間的技術(shù)行為規(guī)范，使無線通信技術(shù)能夠像有線通信一樣可靠、穩(wěn)定。 2空中接口性能測試方法 目前，對空中接口性能測試標(biāo)準(zhǔn)的限制主要是通過合作伙伴程序、無線通信和Internet協(xié)議來實現(xiàn)的。其中在這些重要的組織，無線通信技術(shù)和相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的發(fā)展是第一空口性能測試。中國的空中接口測試主要依據(jù)中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)，隨著5G時代的臨近，無線通信終端的空中接口性能測試主要采用以下集中方式：2.1SISOOTA測試方法?？傒椛涔β屎椭薪邮侦`敏度兩種測試方法都屬

5、于SISOOTA測試方法，兩個測試都在CTIA消聲室測試，CCSA本書有要求的詳細(xì)說明的是，誰將會測試無線設(shè)備的項目網(wǎng)絡(luò)所有從業(yè)者。CTIA發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)中給出了標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和替代方法。標(biāo)準(zhǔn)試驗方法因其強(qiáng)大的直覺沖擊和準(zhǔn)確性性能高而被廣泛使用。缺點是很長一段時間的測試，相關(guān)工作人員的研究和認(rèn)證巨大的時間成本。替代試驗方法可以快速完成評價，但不能保證結(jié)果的準(zhǔn)確程度，導(dǎo)致沒有被廣泛使用到實際操作，考慮到這些問題存在，一些相關(guān)研發(fā)企業(yè)人員提出了幾種創(chuàng)新的測試方法，為了實現(xiàn)更快速的，精準(zhǔn)度更高的OTA測試，例如它的快速返回OTA測試辦法和基于快速OTA同一信道收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的測試方法，可以大大減少的時間OT

6、A測試，同時還能提高OTA測試準(zhǔn)確度。這些快速測試的方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)的模擬測試中，例如，GSM、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi、LTE、藍(lán)牙等。這種快速的測試方法已經(jīng)被CTIA和CCSA標(biāo)準(zhǔn)收納3。2.2MIMO測試方法。MIMO技術(shù)是廣泛使用在4G時代就開始推廣使用，5G中所面臨的時代即將到來將在基站和無線終端可以有效地運用。這種測試方法是在原始基礎(chǔ)輸入和輸出的基礎(chǔ)上進(jìn)行測試無線終端的射頻。通過這種方式，可以在特殊環(huán)境中檢測和判斷設(shè)備的通信效率。如有特殊情況是指在不同環(huán)境下的統(tǒng)計數(shù)據(jù)模型的通信，數(shù)字模型通常主要用于與大熊UMmi，這些都是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會要求必須測試的項目之一

7、。這個模型涉及到許多無線設(shè)備的使用。它可以模擬無線電波的傳輸，如折射和反射、多普勒效應(yīng)、交叉極化率等。它能切實的反映無線設(shè)備在MIMO條件下的使用場合，再由3GPP和CTIA制定的MIMO測試書中，吞吐量測試是以此參照MIMO測試的最重要指標(biāo)。目前，通過包括多探頭、混響室和輻射兩步法在內(nèi)的相關(guān)組織，存在三種解決國際化的主要途徑?；祉懼档梦⒉ò凳夜癫槐剡\用屏蔽吸波材料，整個系統(tǒng)簡單，方便操作，主要存在的問題是模擬頻道會很少，將被限制相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不能與特殊現(xiàn)場進(jìn)行測量需求，所以要廣泛的應(yīng)用范圍會受到一些限制。多探頭法主要是對各種天線周圍的被測部件進(jìn)行信道仿真，并對相關(guān)信道進(jìn)行仿真，這種方法比較簡

8、單，但耗材成本相對比較高，相關(guān)操作工作難度較大。兩步輻射法將被測單元的天線方向圖信息、傳播信道模型和傳播信道模型相結(jié)合，利用信號模擬器進(jìn)行計算，最終通過向接收機(jī)發(fā)送組合信號，測試結(jié)果和多探針模式有一定的差異，該方法的成本性能也很高，符合國際化標(biāo)準(zhǔn)的測量方法之一。此外，輻射兩步過程可從輻射天線和測試機(jī)中，接收靈敏度性能測試的測試中，其是在MIMO測試程序具有很大的優(yōu)勢來分離。與4G相比，5G具有更廣泛的高頻寬帶寬應(yīng)用，并且具有更復(fù)雜的波速整形方式。OTA測試也面臨許多艱巨挑戰(zhàn)，例如，需要更大的微波暗室，在遠(yuǎn)距離場地測試條件，5G總無線產(chǎn)品測試消聲室長度需要達(dá)到幾十米或甚至數(shù)百米，成本高，難，有較

9、大的耗材成本，頻率高代表路徑損耗的更多，幾十米的測試距離，在5G的工作頻率下，較老的材料消耗會給測試帶來很大的壓力。 3新技術(shù)面臨的挑戰(zhàn) 5G相比4G而言，5G擁有的頻率和寬帶都需要更多的發(fā)射和接收天線、波形束賦形工作模式變得更加復(fù)雜，主要面臨以下艱巨任務(wù)：（1）需要更廣闊的微波消聲暗室：在遠(yuǎn)場測試下，5G無線測試所需微波消聲的長度為幾十米。造價昂貴，比較難以實現(xiàn)；（2）多路徑損耗：在高頻率路徑損耗平均增加，幾十米測試距離的，在5G的工作頻率，巨虧路徑將帶來OTA測試艱巨的挑戰(zhàn)；（3）更復(fù)雜的測試工程：5G基站天線列陣擁有成百上千的天線單元，對于每一個天線單元都需要十分安靜的測試3D方向圖，這種測試系統(tǒng)工作將會十分的復(fù)雜；（4）測試耗費時間長：5G天線在多數(shù)波束賦形工作情況下，它的工作模式有許多，想要更加完整的評估所有的波束賦形工作情況，則需要更長的測試時間。 4結(jié)束語 在實際測試5G無線通信終端的空中接口性能的過程當(dāng)中，根據(jù)國家部門相關(guān)規(guī)定進(jìn)行無線通信終端進(jìn)行測試時，主要是運用SISO和MIMO兩種測試方法。以保證用戶體驗為出發(fā)點，保證網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和建設(shè)，其性質(zhì)的質(zhì)量需要以許多方式和許多方面來判斷。 參考文獻(xiàn) 1龐立華，張陽，任光亮，等.5G無線通信系統(tǒng)信道建模的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)J.電波科學(xué)學(xué)報，2017，32（5）：487-497. 2李得鵬.LTE空中