随(sui)着移動通(tōng)信系統帶(dài)寬和能力(lì)的增加，面(miàn)向個人和(hé)🔱行業的移(yí)動應用快(kuai)速發展。移(yí)動互聯網(wǎng)和物聯網(wang)的快速發(fa)展，成爲5G的(de)主要驅動(dòng)力。面向2020年(nian)及未來，超(chāo)高清、3D和浸(jin)入式視頻(pín)的流行，将(jiāng)會驅📐動數(shu)據速率大(dà)幅提升，同(tong)時用戶🏃還(hai)希望能夠(gòu)在體育場(chǎng)、演唱會等(deng)超密集場(chang)所，高鐵、車(chē)載、地鐵等(děng)高速移動(dòng)環境下也(ye)能夠獲得(de)一🏃♂️緻的業(ye)務體驗❄️；物(wù)聯網的廣(guang)泛應用，智(zhì)能家居、智(zhi)能電網、視(shi)頻監控、移(yi)動🐪醫療、車(che)聯網等應(yīng)用對移動(dòng)通信技術(shù)提出了更(gèng)嚴格📧的✏️低(di)延時、高可(kě)靠性、大容(róng)量等需求(qiu)。在新一代(dai)移動通信(xìn)網絡中，能(néng)耗、每比特(te)成本、部署(shu)和維護的(de)複雜度等(děng)可持續發(fa)展要求也(yě)進一步加(jia)強。
中國IMT-2020（5G）推(tuī)進組對5G網(wang)絡的性能(néng)要求和效(xiào)率需求通(tōng)過✂️一🔱株綻(zhàn)放的鮮花(huā)來進行定(dìng)義，其中花(huā)瓣代表5G的(de)六大性💰能(néng)指🙇♀️标，體現(xian)了👣5G滿足未(wèi)來多樣化(hua)業務與場(chang)景需求的(de)📞能力，花♌瓣(ban)頂點🚶代表(biǎo)了🔆相應指(zhi)标的最大(dà)值；綠葉代(dài)表🤞效率指(zhi)标，是5G可持(chí)續發展的(de)基本保障(zhang)。
圖1 5G性能和(hé)效率需求(qiu)
2、 5G關鍵技術(shù)介紹
目前(qian)爲止，5G技術(shu)還處在預(yu)研階段，其(qi)技術規範(fan)還沒有統(tong)一定義，所(suǒ)以各大公(gōng)司都在對(dui)5G技術進行(hang)積極⁉️的研(yán)究和讨論(lun)⭐，現階段基(jī)本得到業(ye)界認可的(de)關鍵技術(shu)主要包括(kuo)以下四㊙️個(ge)方面：
（1） 毫米(mi)波
所謂毫(háo)米波，即波(bo)長範圍10到(dào)1毫米之間(jian)，也就是頻(pin)率在30GHz到⛱️300GHz之(zhi)間的⭕無線(xiàn)電波。傳統(tong)的移動通(tong)信工作頻(pín)段主要集(jí)中在3GHz以下(xià)，使得頻譜(pǔ)資源已經(jing)十分擁擠(jǐ)，而在高頻(pín)😘段可用頻(pin)譜資源豐(fēng)富，能夠有(yǒu)🌂效緩解頻(pín)譜資源緊(jin)張的現狀(zhuàng)，同💋時也可(ke)以實現高(gāo)速短距離(li)通📱信，支持(chi)5G容量和傳(chuan)輸速率等(děng)方面的需(xu)求。不過毫(hao)米⛷️波頻段(duan)傳輸存在(zài)着傳輸距(jù)離短、穿透(tòu)力和繞射(she)能㊙️力差、容(rong)易🈲受氣候(hòu)環境影響(xiǎng)等缺點🐅，如(ru)果真正想(xiang)要在毫米(mi)波頻段實(shí)現5G的各種(zhǒng)業務，還有(you)待🧑🏾🤝🧑🏼進一步(bù)研究和解(jie)決這些問(wèn)題。
MIMO技術(shu)已經廣泛(fan)應用于LTE，WLAN等(děng)技術上面(mian)，理論上，天(tian)線越多，頻(pín)譜效率🙇♀️和(hé)傳輸可靠(kào)性就越高(gao)。作爲近年(nián)來備🙇🏻受關(guan)注的技術(shu)之一🐪，多天(tiān)線技術經(jing)曆了從無(wú)源到有源(yuan)，從二維到(dao)三維（3D），從高(gāo)階MIMO到大規(gui)模🔆天線陣(zhen)列的發展(zhǎn)，将有💜望實(shí)現頻譜效(xiào)率提升至(zhì)十倍✊甚至(zhi)更高🔞，是目(mù)前5G技術重(zhong)要的研究(jiu)方向之一(yī)。
（3） 高帶寬傳(chuán)輸
根據香(xiang)濃定律可(ke)知，信道容(róng)量與帶寬(kuān)和信噪比(bi)成正比💔，爲(wèi)了💜滿足5G網(wang)絡Gbps級的數(shu)據速率，需(xu)要更大的(de)帶寬。頻率(lǜ)越高，帶寬(kuān)就越大，信(xìn)道容量也(ye)就越高，因(yin)此，高頻段(duàn)連續帶寬(kuan)将成爲5G的(de)主🌈流選擇(ze)。配合一些(xie)有效的提(tí)升頻譜效(xiao)率技術，比(bi)如大規模(mo)MIMO等，在高帶(dai)寬♉模式下(xià)可以很容(róng)易實現10Gbps的(de)傳輸速率(lǜ)。
（4） 新型空中(zhōng)接口技術(shù)
爲了進一(yi)步的提高(gāo)頻譜利用(yòng)率以及應(yīng)用的靈活(huo)性，業界🤞普(pu)遍💔認爲在(zài)5G系統中會(huì)采用不同(tóng)于4G的空中(zhōng)接口技術(shù)。目前被廣(guǎng)泛研㊙️究的(de)主要包括(kuò)：非正交多(duo)址接入技(jì)術（NOMA）、濾波組(zu)多載波技(ji)術（FBMC）、全雙工(gong)技術（Full Duplex）等。各(gè)個廠家都(dou)❗在積極的(de)推動各自(zì)主導的新(xin)技術，希望(wang)能夠在5G标(biao)準中脫穎(ying)而出，成爲(wèi)5G标準技術(shù)，不過這些(xiē)㊙️技術是否(fǒu)能❌夠在5G系(xi)統中發揮(huī)更有效的(de)作用，還有(you)待進一步(bu)研究和驗(yan)證。
3、 5G測試方(fāng)案
雖然目(mù)前5G技術标(biāo)準尚在讨(tǎo)論中，但是(shi)作爲測試(shi)儀表廠商(shāng)的代表羅(luó)德與施瓦(wǎ)茨公司（簡(jiǎn)稱R&S公司）已(yi)經㊙️開始積(jī)極的投入(rù)到❄️相關測(ce)試技術及(ji)方案研究(jiu)中。針對5G廣(guang)泛認可的(de)毫米波、大(da)規模天線(xian)陣、高帶寬(kuan)等關鍵技(jì)術，R&S公司可(kě)以提供完(wan)整的測試(shi)解決方案(an)，以♉幫助設(shè)備廠🌍家進(jin)行相應5G技(jì)術的研究(jiū)。下面将分(fèn)别介紹R&S公(gong)司針對5G技(jì)術相應的(de)測試方案(àn)。
3.1 毫米波測(ce)試方案
R&S公(gōng)司針對毫(háo)米波頻段(duàn)信号的産(chan)生和分析(xī)主要通👅過(guo)矢量信号(hào)🔞發生器和(he)矢量信号(hao)分析儀來(lái)完成，目☂️前(qian)R&S公司的高(gao)頻💔矢量信(xìn)号🈲發生器(qì)SMW200A單台儀表(biǎo)最高可以(yi)實現40GHz信号(hào)的産生，如(ru)💁果配合相(xiang)應的外接(jiē)混頻模塊(kuai)則可以⛷️實(shi)現高達100GHz的(de)矢量信🍉号(hào)産生。SMW200A自身(shen)可以産生(sheng)160MHz帶寬的信(xin)号，可用于(yu)802.11ac、LTE-A等✨信号産(chǎn)生，如果通(tōng)過外部的(de)模拟IQ輸入(rù)，SMW200A可以實現(xiàn)高達2GHz帶寬(kuan)信号的産(chǎn)生♊，可以完(wán)全滿足目(mu)前5G研究的(de)需求。
R&S公司(si)的矢量信(xìn)号分析儀(yí)FSW最高頻率(lǜ)可達到85GHz，同(tóng)樣配合混(hun)頻🈚模塊可(ke)以實現高(gāo)達100GHz信号的(de)接收和分(fèn)析。FSW自✉️身的(de)分析帶寬(kuan)爲500MHz，如果配(pèi)合RTO示波器(qì)，分析帶寬(kuan)可以🍉達到(dao)2GHz。下圖爲40GHz頻(pin)率，500MHz帶寬信(xìn)号的産生(shēng)及分析測(ce)試環境：
圖(tú)2 毫米波信(xin)号産生及(jí)分析測試(shi)環境
同時(shi)由于毫米(mǐ)波頻段的(de)信道模型(xíng)不同于傳(chuán)統的移動(dong)通信頻段(duàn)，所以針對(duì)該頻段的(de)信道探測(ce)需求🐆也越(yue)來越🈲突出(chu)。R&S公司可以(yi)♌提供完整(zheng)的信道探(tàn)測方案，頻(pín)率最高可(kě)達100GHz，帶寬最(zui)高可🚶達2GHz，配(pei)合💋相應的(de)測試軟件(jiàn)可以進行(hang)路徑☔損耗(hào)、路徑時延(yan)、到達角度(du)等參🧑🏾🤝🧑🏼數測(cè)試。測試環(huan)境如下圖(tu)所示：
3.2 Massive MIMO測試(shi)方案
MIMO技術(shù)已經廣泛(fan)應用在無(wú)線和移動(dòng)通信系統(tong)中，不過在(zai)5G系統中，對(dui)MIMO技術又做(zuo)了進一步(bù)增強，首先(xiān)天線數目(mu)已經不局(jú)限在4G 階段(duàn)的2或者4根(gen)天線，将會(hui)有大😘規模(mo)的天線陣(zhen)列出現，比(bǐ)如8，16或者128根(gēn)天線；其次(cì)三維🔴天線(xian)的波束賦(fù)形等技術(shu)也将有可(kě)能成爲現(xiàn)實。
R&S公司的(de)矢量信号(hao)發生器SMW200A爲(wei)MIMO系統測試(shi)提供了理(li)想的選擇(ze)，它可以産(chǎn)生滿足标(biao)準要求的(de)無線和移(yí)動⛹🏻♀️通信信(xin)号，目前⛱️通(tōng)過🈲擴展可(ke)支持八根(gēn)接收天線(xiàn)，頻⭕率最高(gāo)可達到20GHz。同(tóng)時，SMW200A還⛱️可以(yi)模拟完整(zhěng)的MIMO傳輸信(xìn)道，最大支(zhi)持16條衰落(luo)通道，帶寬(kuān)高達160MHz。
圖4 20GHz八(bā)天線信号(hao)産生測試(shì)環境
同時(shí)，在針對大(dà)規模MIMO系統(tǒng)中的OTA測試(shi)， R&S公司最新(xin)推出的✔️頻(pin)率高達🆚40GHz的(de)暗室，可以(yǐ)滿足目前(qian)5G系統OTA測試(shì)的需求
4、 小(xiǎo)結
本文簡(jiǎn)要介紹了(le)5G系統的關(guan)鍵技術，同(tong)時介紹了(le)R&S公司💃針對(duì)5G系🚶統的測(cè)試方案。雖(sui)然目前5G技(jì)術還處在(zai)預研和标(biao)準制定階(jiē)段✔️，不過各(gè)個廠家對(duì)于5G技術的(de)測試需求(qiu)已經越‼️來(lái)越明顯，R&S公(gong)司的矢量(liàng)信号發生(shēng)器SMW200A，矢量信(xìn)号分析儀(yi)FSW，矢量網絡(luo)分析儀ZNB等(deng)儀表可以(yǐ)滿足目前(qian)5G預研的需(xū)求，同時R&S公(gong)司也将緊(jin)跟5G标準，力(lì)争爲5G技術(shù)的發展提(ti)供完整優(you)質🔞的測試(shì)方案。
