南京捷?？萍加邢薰驹?G射頻前端的探索與測試介紹

當(dāng)前5G技術(shù)日趨成熟，5G規(guī)模部署及商業(yè)化之日也漸行漸近。2019年7月17日，以“5G商用 共贏未來”為主題的2019年（暨第七屆）IMT-2020(5G)峰會(huì)在北京開幕。為期兩天的峰會(huì)邀請(qǐng)工信部領(lǐng)導(dǎo)以及數(shù)十家國內(nèi)外主流移動(dòng)通信和行業(yè)應(yīng)用單位專家500多人參加會(huì)議，集中探討5G技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)等最新進(jìn)展與趨勢等最新進(jìn)展與發(fā)展趨勢。

據(jù)悉，捷希主要圍繞著通訊的主設(shè)備以及終端，為設(shè)備廠商的射頻前端提供一些自動(dòng)化的射頻測試解決方案以及性能驗(yàn)證解決方案。南京捷希研發(fā)中心研發(fā)總監(jiān)王成勇在會(huì)上詳細(xì)介紹了南京捷?？萍加邢薰驹?G射頻前端的探索與測試。

相比過去的3G、4G來說，5G射頻前端技術(shù)將更加復(fù)雜，這主要是由于5G頻段與之前的通信技術(shù)相比更寬更廣。通常來講，設(shè)備制作、測試先行，這對(duì)于5G射頻前端也不例外。因此，5G射頻前端技術(shù)的復(fù)雜不僅為許多射頻前端方案開發(fā)商提出挑戰(zhàn)，也為射頻測試帶來新的難題。

“多天線技術(shù)并不是一個(gè)很創(chuàng)新的技術(shù)，捷希在2002年做射頻模塊和組件的時(shí)候，就已經(jīng)為軍工單位一個(gè)目標(biāo)仿真陣面提供開關(guān)和幅相陣列，現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)用到移動(dòng)通訊里面了，后面幾年我們?yōu)檠芯克屯ㄐ旁O(shè)備商提供測試用的無源組件和射頻控制單元。2008年我們成功開發(fā)了一個(gè)完全符合基站射頻一致性測試系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)候捷希開始向射頻自動(dòng)化測試系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)型。隨后，我們也做了一些關(guān)于面對(duì)基站的傳導(dǎo)測試性能測試驗(yàn)證的測試系統(tǒng)，例如2010年發(fā)布的程控衰減系統(tǒng)?！蓖醭捎氯缡钦f。

捷希不僅在產(chǎn)品的測試方案上下功夫，也在測試環(huán)境上投入心思。王成勇介紹，在3G、4G宏站的時(shí)候，主設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室里面很熱熱，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境搭建的時(shí)候難免出現(xiàn)一些輻射，會(huì)影響各個(gè)測試團(tuán)隊(duì)的一些測試結(jié)果。 因此，捷希在2011年開發(fā)了一個(gè)面對(duì)主設(shè)備商實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)，用于實(shí)驗(yàn)室的24小時(shí)監(jiān)測，使測試人員和工程師可以進(jìn)入這樣一個(gè)沒有輻射的測試環(huán)境。

正是因?yàn)樽⒅丶?xì)節(jié)的把控，捷希的科研人員也看到了測試方面的各種機(jī)會(huì)，并且不斷探索與研發(fā)。從2012年發(fā)布基站版本驗(yàn)證系統(tǒng)，128×4大型的開發(fā)矩陣；到2014年，開發(fā)出適合于所有移動(dòng)通信頻譜的矩陣，覆蓋了0.4GHz到6GHz；再到2016年面對(duì)主設(shè)備商的研發(fā)5G massive MIMO驗(yàn)證的時(shí)候，捷希開發(fā)出sub-6G的程控衰減移相矩陣，也就是BEAM BOX；同時(shí)，為了配合客戶做一些毫米波的5G產(chǎn)品演進(jìn)的時(shí)候，捷希也完成了一個(gè)毫米波BEAM BOX的開發(fā)。

這種不斷創(chuàng)新研發(fā)的姿態(tài)一直保持到5G NR的出現(xiàn)，王成勇表示，5G時(shí)代的最終產(chǎn)品形態(tài)將不再跟3G、4G一樣，而是包含了天線，所以在2017年的時(shí)候捷希就開始了5G NR的OTA立項(xiàng)開發(fā)，并在2018年率先交付了適用于5G NR的MIMO。

據(jù)了解，在評(píng)估和確定移動(dòng)電話和平板電腦等無線設(shè)備以及基站的可靠性和性能特性的過程中，空中傳輸(OTA)測試是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其測試環(huán)境需要十分接近上述設(shè)備的實(shí)際使用環(huán)境。目前，為數(shù)眾多的監(jiān)管機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化組織、產(chǎn)業(yè)組織和運(yùn)營商均要求對(duì)無線設(shè)備進(jìn)行OTA測試。因此，OTA測試是捷希面向5G時(shí)代的重要發(fā)展方向。

王成勇對(duì)5G的信道模擬產(chǎn)品以及OTA測試作一些介紹，同時(shí)，他指出捷希跟高校和信通院共同合作開發(fā)的基于sub-6G基站射頻一致性的OTA測試系統(tǒng)是面向5G的重要測試方案。

信道模擬產(chǎn)品主要是MCS和MMCE。MCS是一個(gè)全矩陣式的幅相控制系統(tǒng)，可以模擬理想的空口測試環(huán)境，適用于5G NR設(shè)備的功能驗(yàn)證和測試。

這個(gè)產(chǎn)品主要介于在基站開發(fā)過程中需要做一些功能驗(yàn)證的時(shí)候，并不需要借助于需要很龐大的測試資源、測試人員和測試時(shí)間的外場，完全可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一些傳導(dǎo)測試，進(jìn)而驗(yàn)證它的本身核心的功能，而不需要形成最終產(chǎn)品觀察這個(gè)測試。

MMCE其實(shí)就是在MCS的基礎(chǔ)上集成了信道模擬器，加上fader的功能之后，就可以更加逼近真實(shí)的空口測試環(huán)境，適用于5G NR的一些KPI性能的驗(yàn)證和測試。

經(jīng)過MCS或者M(jìn)MCE以后，形成不同的波束到不同的UE。由于我們的端口非常多，可以實(shí)現(xiàn)MU MIMO，如果有多個(gè)基站，可以在這個(gè)產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)一些切換的一些測試。入了fader的MMCE可以驗(yàn)證多用戶在靜止或者高速移動(dòng)形態(tài)下，驗(yàn)證LOS徑和NLOS徑對(duì)BF增益和吞吐率的影響。

與此同時(shí)，王成勇指出，“作為一種測試設(shè)備，校準(zhǔn)是非常重要的，64個(gè)TR是64個(gè)校準(zhǔn)，擰完之后，校準(zhǔn)時(shí)間是非常長的。我們可以做到端到端的校準(zhǔn)時(shí)間小于30分鐘，精度保持長達(dá)90天，從而減少連接次數(shù)?！?/p>

王成勇對(duì)最后總結(jié)稱，針對(duì)產(chǎn)線OTA測試，由于針對(duì)產(chǎn)線相對(duì)驗(yàn)證來說要少很多，所以提供了多種測試方法應(yīng)對(duì)不同用戶的測試向需求。在這個(gè)方面更多開放內(nèi)容是如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線流水線自動(dòng)化，加入了很多的集成測試方法。