5G無線通信空中接口性能測試

時間:2022-02-20 12:03:30

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5G無線通信空中接口性能測試

【摘要】隨著中國經濟的不斷發展,無線通信技術也在不斷進步。5g無線通信已經進入人們的生活,為了實現無線終端與通信規范兼容的目標,提高用戶體驗,我國采取多種措施對無線終端指標進行了規范。其中,運營制造商、測試機構、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。在我國現存有的傳統的測試模式當中,末端受測試電纜導通模式的射頻性能,與實際情況相比,這種測試與實際情況相差很大。

【關鍵詞】無線通信技術;無線終端;通信規范兼容;性能傳導測試

目前5G時代已經到來,無線通信終端各種所有框架建設都需要達到質量要求標準線,同時還要保障它所有功能、性能存在。空中接口部分是十分重要的組成部分架構之一,它是客戶終端與無線接入網之間的連接口。它的存在性能直接關乎到用戶使用網絡速度下載上傳的質量,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行具體的拆析,闡述了現實意義。

1空中接口意義與技術

1.1空中接口存在的意義。空中接口單元,其直接與無線電接入網絡,該網絡是一個移動通信系統的標準鍵模塊的終端的用戶界面,移動性提出的實施例[1]。5G通信技術主要分為三種應用場景:①這是一個廣泛的區域性場景,具有大的小區覆蓋率、方偉光,和中等的流量。②大城市應用市場場景,小區覆蓋區域面積為中等區間,服務需求比較高。③還有當地的小規模市場,小小區覆蓋,更多的是涉及比。根據不同的需求的市場應用場景,空中接口性能標的準條件也有相關的需求。1.2空中接口結構。目前,空中接口結構主要包括空間端口波形調制、天線配置和數據傳輸方式,以及調配制作編碼糾正錯誤處理和處理解決多個用戶接入相關技術。空中接口技術相當于不關閉式系統互連模型的物理層和數據鏈路層的性能,并且更倒向于物理層面。無線通信系統的基礎便是整個物理層,也是最主要的部分之一,因為這部分包含了通信技術的核心技術價值。無線電波并不高于物理方面,其功能是構造維護并使基站和無線終端沒有連接,使得無線接口[2]實現在設備之間。在這個過程當中,無線電波發送的比特流必須接收。在我國未來5G時代,空中接口標準主體就是在物理層,由于物理層天線的配置和傳輸是傳統的技術,發展相對成熟。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行為規范,使無線通信技術能夠像有線通信一樣可靠、穩定。

2空中接口性能測試方法

目前,對空中接口性能測試標準的限制主要是通過合作伙伴程序、無線通信和Internet協議來實現的。其中在這些重要的組織,無線通信技術和相關互聯網協議的發展是第一空口性能測試。中國的空中接口測試主要依據中國通信標準化協會的標準,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。總輻射功率和中接收靈敏度兩種測試方法都屬于SISOOTA測試方法,兩個測試都在CTIA消聲室測試,CCSA本書有要求的詳細說明的是,誰將會測試無線設備的項目網絡所有從業者。CTIA的標準中給出了標準試驗方法和替代方法。標準試驗方法因其強大的直覺沖擊和準確性性能高而被廣泛使用。缺點是很長一段時間的測試,相關工作人員的研究和認證巨大的時間成本。替代試驗方法可以快速完成評價,但不能保證結果的準確程度,導致沒有被廣泛使用到實際操作,考慮到這些問題存在,一些相關研發企業人員提出了幾種創新的測試方法,為了實現更快速的,精準度更高的OTA測試,例如它的快速返回OTA測試辦法和基于快速OTA同一信道收發信機系統的測試方法,可以大大減少的時間OTA測試,同時還能提高OTA測試準確度。這些快速測試的方法已經廣泛應用于各種通信系統的模擬測試中,例如,GSM、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi、LTE、藍牙等。這種快速的測試方法已經被CTIA和CCSA標準收納[3]。2.2MIMO測試方法。MIMO技術是廣泛使用在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輸入和輸出的基礎上進行測試無線終端的射頻。通過這種方式,可以在特殊環境中檢測和判斷設備的通信效率。如有特殊情況是指在不同環境下的統計數據模型的通信,數字模型通常主要用于與大熊UMmi,這些都是互聯網協會要求必須測試的項目之一。這個模型涉及到許多無線設備的使用。它可以模擬無線電波的傳輸,如折射和反射、多普勒效應、交叉極化率等。它能切實的反映無線設備在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。目前,通過包括多探頭、混響室和輻射兩步法在內的相關組織,存在三種解決國際化的主要途徑。混響值得微波暗室柜不必運用屏蔽吸波材料,整個系統簡單,方便操作,主要存在的問題是模擬頻道會很少,將被限制相關的環保標準不能與特殊現場進行測量需求,所以要廣泛的應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行信道仿真,并對相關信道進行仿真,這種方法比較簡單,但耗材成本相對比較高,相關操作工作難度較大。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合,利用信號模擬器進行計算,最終通過向接收機發送組合信號,測試結果和多探針模式有一定的差異,該方法的成本性能也很高,符合國際化標準的測量方法之一。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勢來分離。與4G相比,5G具有更廣泛的高頻寬帶寬應用,并且具有更復雜的波速整形方式。OTA測試也面臨許多艱巨挑戰,例如,需要更大的微波暗室,在遠距離場地測試條件,5G總無線產品測試消聲室長度需要達到幾十米或甚至數百米,成本高,難,有較大的耗材成本,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新技術面臨的挑戰

5G相比4G而言,5G擁有的頻率和寬帶都需要更多的發射和接收天線、波形束賦形工作模式變得更加復雜,主要面臨以下艱巨任務:(1)需要更廣闊的微波消聲暗室:在遠場測試下,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;(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;(3)更復雜的測試工程: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,這種測試系統工作將會十分的復雜;(4)測試耗費時間長:5G天線在多數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中,根據國家部門相關規定進行無線通信終端進行測試時,主要是運用SISO和MIMO兩種測試方法。以保證用戶體驗為出發點,保證網絡架構和建設,其性質的質量需要以許多方式和許多方面來判斷。

參考文獻

[1]龐立華,張陽,任光亮,等.5G無線通信系統信道建模的現狀和挑戰[J].電波科學學報,2017,32(5):487-497.

[2]李得鵬.LTE空中接口對網絡速率影響的探討[J].移動通信,2017,41(5):79-83.

[3]漆一宏.面向5G的無線通信終端空中接口能測試[J].安全與電磁兼容,2017(1):9,51.

作者:葉世聰 單位:廣東省電子信息高級技工學校