5G面臨的測試挑戰及解決方案　

作者/ 屠方澤 美國國家儀器有限公司

摘要：5G相關開發工作已經加快，而諸如毫米波、大規模天線OTA測試等測試問題仍然是5G面臨的重要考驗。本文就相關測試問題及解決方案進行了介紹和分析。

802.11ax和LTE NR測試方案

　　目前，行業內比較關注的兩點是802.11ax測試方案和LTE NR的硬件原型及測試方案。 802.11ax是WiFi通信技術802.11ac協議的演進，旨在增強系統的吞吐率和解決密集人群介入單個AP的接入問題。在802.11ax中提出了1024 QAM的調制方式，高階的調制方式對射頻硬件的性能提出了較高的要求。NI于2016年發布的第二代矢量信號收發儀和最新的WLAN測試工具包是一個成熟的測試方案，能夠準確實現802.11ax協議的測試，并且1024QAM EVM的測試性能優于-50dB。

　　LTE NR是4G蜂窩通信LTE技術的演進，在今年3GPP RAN#75會議上，多家通信巨頭集體宣布支持加速5G NR標準化進度，同意將5G NR Non-Standalone(非獨立組網)從原計劃的標準完成時間2018年6月提前到2017年12月，以滿足部分運營商在2019年實現5G商用的強烈需求。在LTE NR方面，NI于2017年3月22日的WCNC會議上，與美國運營商Verizon合作展示了基于NR架構的28GHZ毫米波OFDM系統。

毫米波和大規模天線OTA測試挑戰

　　從長期來看，5G比較大的挑戰是毫米波和大規模天線OTA測試。毫米波通信和大規模天線技術無疑是5G通信中的亮點技術。NI已經在這兩個技術點做了非常成熟的技術儲備和市場應用方案。

　　在Massive MIMO方向上，NI從2014年開始和瑞典Lund University合作，在全球第一次實現了100天線的大規模天線信道測量和硬件原型化平臺。之后又積極地和國內外通信研究公司和相關通信設備供應商合作(包括Bristol University、Intel和東南大學等NI射頻領先用戶)，業界可以更高效地將最新的通信算法快速地原型化在真實的通信系統中。

　　在毫米波通信上，從信道測量開始到硬件的原型化通過和紐約大學、諾基亞網絡、上海無線通信研究中心、北京郵電大學等射頻領先用戶的合作。 NI和諾基亞網絡公司共同開發了數據傳輸速率高達10 GB/s的毫米波通信鏈路，這是目前公開展示的速度最快的移動接入無線系統。 這個超快寬帶速率符合工業對5G網絡的預期，尤其為用戶提供了比最先進WiFi網絡高出50倍的數據速率和延遲降低。

提高測試效率關鍵方案

　　5G測試中碰到的一個明顯的問題在于通信協議的增加，使得無線測試的難度在無形增加。圖1是從2000年開始無線協議增加的變化。

　　但是另一方面，無線芯片的測試成本在不斷地降低，所以，如何有效地提高無線芯片的測試效率成為了企業盈利的關鍵。在這方面，NI提出軟件定義無線電的架構和PXI模塊化的硬件測試方法來提高測試效率，降低測試成本。

　　軟件定義無線電的架構，可以更高程度上復用測試系統硬件，同樣的系統硬件加載不同的軟件工具包(WLAN無線測試工具包、藍牙測試工具包、LTE/LTE-A測試工具包)，就可以實現WLAN、藍牙和LTE網絡不同的測試功能。另一方面，PXI的模塊化特性保證了系統中的模塊可以靈活地配置和升級，確保了這個平臺上的產品能夠借助于快速的CPU和FPGA，從而確保了更快的測試處理速度。

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第5期第18頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。