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5G應(yīng)用測(cè)試解決方案之是德信號(hào)發(fā)生器
閱讀：225 發(fā)布時(shí)間：2024-8-20從2019年5G開始商用至今，基站部署就一直在如火如荼的開展中。據(jù)悉，目前中國已經(jīng)開通了150萬個(gè)5G基站，今年按計(jì)劃將部署60萬個(gè)基站。5G給移動(dòng)設(shè)備帶來的超寬帶的性能體驗(yàn)只是一個(gè)小小的起點(diǎn)，在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5G基站的大規(guī)模部署之后，5G的低延時(shí)、高可靠性將會(huì)為垂直應(yīng)用帶來變革，推動(dòng)垂直領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
5G進(jìn)入到To B的垂直應(yīng)用階段，生態(tài)內(nèi)各方面玩家面臨著哪些困難？什么樣的測(cè)試解決方案可更好地幫助其應(yīng)對(duì)5G未來測(cè)試挑戰(zhàn)？是德科技通過新發(fā)布的M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器給出了答案。
5G進(jìn)入垂直應(yīng)用領(lǐng)域，射頻測(cè)試挑戰(zhàn)重重
隨著無線通訊發(fā)展，5G開始大面積應(yīng)用，6G的預(yù)研也已經(jīng)開啟。像汽車電子、衛(wèi)星通訊、人工智能等應(yīng)用對(duì)于數(shù)據(jù)量需求更高、傳輸速度要求也越快。因此現(xiàn)在已經(jīng)采用了更多的技術(shù)來滿足這一數(shù)據(jù)傳輸速率和容量的要求，例如Sub-6G、微波、毫米波等，通過復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)和多天線陣列等技術(shù)來滿足垂直行業(yè)客戶的迫切需求。
據(jù)是德科技大中華區(qū)無線市場(chǎng)部經(jīng)理白瑛分享，進(jìn)入到5G垂直應(yīng)用時(shí)代之后，生態(tài)內(nèi)合作伙伴面臨著更多的測(cè)試挑戰(zhàn)。一就是在“頻段"這塊，和傳統(tǒng)的3GPP定義的公網(wǎng)頻段有所不同。3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義了很多授權(quán)和非授權(quán)頻段，可以預(yù)見的一個(gè)趨勢(shì)是在某些垂直應(yīng)用上，廠商可能會(huì)采用特定專屬頻段開發(fā)部署專網(wǎng)，也就是說針對(duì)不同行業(yè)、不同客戶，可能頻段也都不同。
第二點(diǎn)挑戰(zhàn)在于5G終端的形態(tài)多樣化。進(jìn)入到垂直應(yīng)用領(lǐng)域中后，5G的終端不再是To C的消費(fèi)類手機(jī)這一種，而是各種不同的形態(tài)的終端：包括汽車、工業(yè)儀表、AR/VR等等，貼近垂直應(yīng)用場(chǎng)景的終端設(shè)備。所以需要重新進(jìn)行測(cè)試指標(biāo)的確定、測(cè)試系統(tǒng)的規(guī)劃、測(cè)試方案的設(shè)計(jì)，測(cè)試設(shè)備的搭建等等，這也都提出了新的要求。
第三點(diǎn)挑戰(zhàn)，來自5G專網(wǎng)中小型生態(tài)可能會(huì)發(fā)生的一些變化。對(duì)于從3G、4G到現(xiàn)在共用5G，運(yùn)營商、設(shè)備商、應(yīng)用商等都各司其職，生態(tài)層次非常清晰。但進(jìn)入到5G垂直應(yīng)用時(shí)代，各方角色會(huì)發(fā)生一些變化：運(yùn)營商將會(huì)承擔(dān)一個(gè)系統(tǒng)集成商的作用，整合新進(jìn)入的設(shè)備廠商、各種形態(tài)的終端廠商、乃至一些向企業(yè)提供專有方案咨詢的咨詢廠商、以及的工程施工方。所以每一個(gè)中小型生態(tài)，其內(nèi)部生態(tài)伙伴組成也都各有不同。
面對(duì)以上這些挑戰(zhàn)，也就是業(yè)界的需求，所以需要一款什么樣的測(cè)試儀器已經(jīng)有了答案。它需要支持非公用頻譜的測(cè)試，能夠支持多路收發(fā)的實(shí)時(shí)測(cè)試，能夠提供靈活的拓展性，支持Pre-6G的測(cè)試需求。
“標(biāo)準(zhǔn)上面能夠跟得上標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的變化，在做好一代的同時(shí)，要為下一代去做準(zhǔn)備。"白瑛表示“這樣的話，對(duì)于他們的投資保護(hù)的需求來看，他們就需要有一款具有前瞻性、可擴(kuò)展性以及可升級(jí)性的產(chǎn)品。"
復(fù)雜場(chǎng)景仿真，一臺(tái)M9484C VXG即可
M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器就是基于5G未來測(cè)試挑戰(zhàn)而推出的一款新方案，它確立了矢量信號(hào)發(fā)生器的新目標(biāo)。
先在參數(shù)性能上來看：?jiǎn)螜C(jī)儀表頻率高達(dá)54GHz，單機(jī)的帶寬可達(dá)到2.5GHz，單機(jī)通道數(shù)可以提供4通道的信號(hào)輸出，從信號(hào)的純度（相位噪聲、EVM調(diào)制質(zhì)量、ACPR等硬性指標(biāo)）都有了全新的提升。
從可拓展性上來看：可以通過是德科技的硬件升級(jí)或者外加頻率擴(kuò)展器從而實(shí)現(xiàn)頻率覆蓋到110GHz，帶寬高達(dá)5GHz，多機(jī)箱級(jí)聯(lián)可以達(dá)到32路通道來實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)仿真，比如像MIMO或者多通道、多斷口等測(cè)試的應(yīng)用。覆蓋未來FR2，甚至到幾十個(gè)G或者更高的一個(gè)頻段。
信號(hào)處理能力強(qiáng)大：M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器可以滿足像5G NR的這種衰落的仿真，同時(shí)也可以支持SDW（信號(hào)描述字）的這種實(shí)時(shí)的信號(hào)產(chǎn)生。傳統(tǒng)一個(gè)復(fù)雜的真實(shí)場(chǎng)景仿真要用幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)信號(hào)源實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)在一臺(tái)M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器即可滿足。同時(shí)配合完善的信號(hào)產(chǎn)生工具以及多通道配置方式可以幫助用戶快速的產(chǎn)生滿足標(biāo)準(zhǔn)以及非標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)產(chǎn)生，從而來模擬各種不同的場(chǎng)景需求。
M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器的性能背后，隱含著是德科技在ASIC設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造上的深厚技術(shù)積累和造詣。作為前瞻技術(shù)的測(cè)試方案提供商，儀器中用得到關(guān)鍵器件的要求高，遠(yuǎn)高于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，因此無法從市面上找到合適的芯片。
是德科技在自己專用ASIC上的技術(shù)積累也正是其商業(yè)護(hù)城河之一。據(jù)是德科技大中華區(qū)射頻微波產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理劉斌介紹，此次發(fā)布的M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器中搭載了其新的DDS DAC（直接數(shù)字合成數(shù)模轉(zhuǎn)換器）和DSP。DDS DAC是Keysight的核心技術(shù)，通過DDS方式實(shí)現(xiàn)從直流一直到8.5GHz帶寬全頻段的一個(gè)連續(xù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，可帶來性能的提升，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高精度或者高集成度的信號(hào)的產(chǎn)生。全新的DSP ASIC，可提供高達(dá)3GSa/s采樣率，同時(shí)在每一個(gè)射頻通道上提供一個(gè)8路的實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生。此外，M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器還配置了一個(gè)高性能上變頻器，使得整個(gè)信號(hào)的保真度大幅提升；內(nèi)置的超凈信號(hào)參考源也可達(dá)到-185dBc/Hz相噪性能。
另外配合M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器的硬件平臺(tái)，是德科技還推出了一系列全面的軟幫助用戶加速其產(chǎn)品上市的速度。PathWave是其新推出的信號(hào)生成軟件，該工具可以提供一系列的符合標(biāo)準(zhǔn)以及非標(biāo)的信號(hào)產(chǎn)生。像衛(wèi)星通信、汽車?yán)走_(dá)以及電磁干擾監(jiān)測(cè)等方面，是德科技也提供了一系列的符合用戶自己自定義的信號(hào)產(chǎn)生的工具。同時(shí)M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器的用戶界面采用了一個(gè)全面的圖形化交互，用戶通過圖形化操作方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試流程搭建，大大縮短用戶新儀器的上手時(shí)間，同時(shí)可以快速的進(jìn)行整個(gè)信號(hào)的模擬的產(chǎn)生。
M9484C VXG：5G基站測(cè)試的利器
此次推出的全新M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器，將會(huì)在5G、6G、衛(wèi)星通訊等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。目前的主要的應(yīng)用領(lǐng)域是在5G的測(cè)試場(chǎng)景中，將會(huì)在MSR（Multi-Standard Radio：多制式共存）、實(shí)時(shí)多制式信號(hào)生成、HARQ（混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求）、Massive-MIMO等場(chǎng)景中極大地提高整體測(cè)試效率。
針對(duì)MSR，傳統(tǒng)的測(cè)試方案搭建需要多臺(tái)設(shè)備。4G和5G或可以用一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器，但像WiFi、3G的HSDPA或者是2G的GSM，相互之間的頻率相隔的太大就需要用到多臺(tái)信號(hào)發(fā)生器來進(jìn)行模擬仿真。M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器因?yàn)榫邆渥銐驅(qū)挼恼{(diào)制帶寬，所以可以一臺(tái)四號(hào)線多個(gè)不同制式信號(hào)的產(chǎn)生。
如上圖所示，在設(shè)備終端和基站的通信模擬場(chǎng)景中，信號(hào)發(fā)生器要模擬一個(gè)手機(jī)的全部信號(hào)收發(fā)功能。這就要求一起能夠“聽懂"基站發(fā)送的信號(hào)，聽不懂的要進(jìn)行回傳，或者采用重新編碼的方式再進(jìn)行通信，這也就對(duì)于信號(hào)的實(shí)時(shí)生成能力有著較高的要求。
白瑛表示，這種測(cè)試模擬的是真實(shí)物理世界中的場(chǎng)景，所以需要添加高斯白噪聲AWGN，包括高鐵這樣的高速場(chǎng)景、隧道這樣的半封閉場(chǎng)景以及空曠的陸地場(chǎng)景等等。信號(hào)發(fā)生器需要能夠?qū)崟r(shí)快速地完成信號(hào)接收和發(fā)射，同時(shí)還要模擬出來標(biāo)準(zhǔn)所要求的高鐵模型、隧道模型、空曠空間信號(hào)模型等等信道模型，這才是一個(gè)完整的測(cè)試方案。通過內(nèi)置的高性能ASIC，M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器的實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生和處理能力，就能夠幫助用戶在這種場(chǎng)景中更快速地完成整個(gè)測(cè)試流程。
像多天線陣列（MIMO）的場(chǎng)景中，基站和手機(jī)都具備多個(gè)收發(fā)天線，當(dāng)前的基站中有4根天線、5G手機(jī)中有2根天線，這也就意味著模擬終端的仿真場(chǎng)景需要包含多個(gè)收發(fā)。傳統(tǒng)的單通道信號(hào)發(fā)生器就需要多臺(tái)才能組成一個(gè)終端仿真的模型，而現(xiàn)在的M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器僅需一臺(tái)就可以模擬出2x4的MIMO復(fù)雜仿真模型。同時(shí)它具備接收反饋信號(hào)的能力和實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生的能力，同時(shí)具有模擬真實(shí)場(chǎng)景的信道仿真能力——所以所有這些功能集在一體的M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器，就為5G基站的研發(fā)客戶測(cè)試提供了一個(gè)非常的解決方案。
結(jié) 語
5G一個(gè)跟4G、3G不同的技術(shù)，大的差別在于其將會(huì)在垂直應(yīng)用領(lǐng)域釋放巨大潛力。雖然現(xiàn)在剛剛完成了公網(wǎng)的應(yīng)用普及，但它在垂直行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)仍有很大發(fā)展空間，而現(xiàn)在恰恰正是這一時(shí)間點(diǎn)的到來。是德科技在提前多年左右就已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)儲(chǔ)備，在四五年前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了M9484C VXG微波矢量信號(hào)發(fā)生器這一原型技術(shù)的產(chǎn)品化。在當(dāng)前這一時(shí)間點(diǎn)推出這一產(chǎn)品，也可以看作是意味著5G垂直應(yīng)用時(shí)代的開啟。未來在各式各樣的垂直應(yīng)用的變革上，5G的發(fā)展令人期待。