罗德与施瓦茨助力5G终端商用化进程

　　4G改变生活，5G改变社会，这句话深刻地揭示了4G对我们生活的影响和未来5G可能对整个社会产生的影响。虽然目前3GPP R15的5G标准化主要是针对移动宽带的场景开展，但是未来5G凭借本身性能的优势，覆盖增强型移动宽带、低时延、高可靠性和大规模物联网等典型应用场景，例如车联网，远程医疗，虚拟现实，高清视频等应用将会承载在5G网络之上，从而深刻改变各个垂直行业的应用。

　　从频段的角度，5G从传统的6GHz以内的频段应用扩展到了毫米波频段，频率范围覆盖24.25GHz～52.6GHz。考虑到mmWave的传输特点，传输损耗比较大，覆盖范围有限。传输过程中直射传播占主要成分，容易被外界物体所阻碍，比如身体、墙面等，所以需要使用Beamforming来提高增益，mmWave更加关注使用有源天线阵列基于Beamforming技术去改善覆盖的需求。另外，为了改善手握天线造成毫米波信号的衰减，5G毫米波终端一般在终端上会布局多个不同的天线模组以减少手握对于信号的影响。并且由于毫米波天线一般采用AIP的形式进行封装，所以从测试的角度来讲，传统的传导测试不再适用于毫米波的研发和生产测试。而一般采用耦合的方式在远场（直接远场，间接远场）或者近场（近远场转换）的方法下进行测试。因此给毫米波的测试带来了更多的挑战。

　　从网络架构的角度来讲，5G支持独立组网（SA）和非独立组网（NSA）两种方式，其中非独立组网可以利用现有的LTE的网络部署，快速地部署5G网络。独立组网使用5G NGC可以体现5G的优势，支持网络切片，边缘计算等网络业务能力。覆盖了增强型移动宽带、低时延高可靠性和大规模物联网等5G典型场景。

　　从终端商用化的角度来讲，一部终端从开始研发到最终面向市场，主要有三大步骤，包括终端的商用化的认证、研发阶段的设备调测、生产阶段的校准测试以及品质检测。终端的商用化认证包括了入网认证、法规测试、终端互操作性测试以及运营商进行的入库测试等几个方面。而研发阶段则包括了软件和硬件两大类的测试，其中包括SAR测试、功耗测试、天线测试、功能性能测试、音频测试、高低温测试、射频测试、去敏测试、协议测试、EMC测试、吞吐量测试等各个方面。生产测试一般采用非信令的方式对射频器件进行校准以及射频指标验证，并且采用信令方式对于整机进行抽测。

　　罗德与施瓦茨提供一系列产品来支持5G的复杂测试需求，如图1所示，CMW100主要用于5GNR Sub6G的射频测试，同时兼容2G、3G、4G、C-V2X、802.11ax、蓝牙5.0等最新技术的发射机、接收机射频测试。CMW100本身能耗极低，无噪声，占地空间小，8通道更加适合现在复杂的终端天线设计，并可以用于多终端并行测试。罗德与施瓦茨设计了全新的CMP200综测仪来支持5GNR的毫米波非信令射频测试和Beamforming测试，CMP200输入输出中频信号，并且连接罗德与施瓦茨领先的多频段变频器可以测试多个毫米波频段，如n257、n258、n260、n261。

　　对于信令测试方案，罗德与施瓦茨设计了全新的5G综测仪CMX500，结合现有的CMW500可以支持5GNR的sub6G测试和毫米波测试，针对sub6G的测试，可以直接通过CMW500的射频进行信号的输入输出，毫米波测试方案也是使用CMX500内置的中频模块连接上下变频器进行OTA测试。该方案可以支持非独立组网测试和独立组网测试。用户可以灵活地选择CMW500的数量和配置以提升MIMO和载波聚合的能力。

　　CMX500采取了强大的性能设计保证CPU的计算能力以及最新的FPGA性能，相对于上一代CMW500处理能力提升10倍以上，并且可以支持到20Gbps的吞吐量能力以应对未来5G更高的吞吐量要求。

　　除了全新设计的硬件平台之外，CMX还重新设计了软件架构，将吞吐量测试、协议测试、射频测试等功能进行统一，并且对于软件选件也进行了统一。这样客户可以使用统一的软件界面来进行上述测试，从操作和成本角度都更加从客户的角度进行考虑。

　　5GNR sub6G测试从测试方法上来讲同传统的LTE并没有太大区别，但是5G技术本身的复杂性给整个仪表架构带来了巨大的挑战，如上文所述，NSA的测试采用了双连接的方式，NSA的架构又有多种，目前Option3、Option4、Option7三种在3GPP的标准化进度较快，目前NSA商用化主要采用Option3的方式，而Option3又根据数据承载的不同流向产生三种变型，其中SCG Split Bearer的方式是目前商用化优先级最高的方式。在这种方式下，数据可以从5GNR的PDCP层进行数据分离，可以灵活地进行数据调度。而罗德与施瓦茨提供的5G测试方案，有成熟的LTE的经验可以借鉴，从而在NSA的架构当中能够实现丰富的特性。

　　毫米波测试同sub6G测试的一个最大的区别在于所有的毫米波测试，包括射频、协议以及无线资源管理都要在OTA的方式下进行，这个测试方法在认证阶段，研发阶段和生产阶段都是必需的。罗德与施瓦茨提供认证、研发、生产的全套毫米波终端测试解决方案。包括直接远场和紧缩场的测试方案。从暗室的角度来讲，差异化的产品提供差异化的价格，适用于客户的各种需要。如图2所示，罗德与施瓦茨提供了从毫米波研发测试，认证测试到生产测试的各种暗室。其中对于整机的测试，ATS1800C主要用于一致性的测试，ATS800主要用于研发级别的测试，CMQ200可以用于一般的研发测试和生产测试。同支持毫米波的信令和非信令的仪表进行搭配，罗德与施瓦茨可以提供毫米波的全系列解决方案，从仪表、暗室到附件的测量方案，覆盖认证、研发和生产测试。

　　从上述介绍可以看到，罗德与施瓦茨可以提供从终端认证，研发到生产的各种解决方案，覆盖sub6G和毫米波的频段，并且针对这两种频段提供系统的解决方案。整个方案面向未来的5G并且可以很好地兼容传统的蜂窝测试以及最新的非蜂窩测试技术。全新的软件架构可以最大化的节约客户在射频、应用、协议测试方面的投资，统一的软件界面也更便于客户进行多方面的调试，从而可以满足客户全面的测试需求。