Prueba RAN 5G, ¡el paquete de información más completo!

1.  La tecnología 5G aún tiene un largo camino por recorrer.

Este año marca el inicio del uso comercial a gran escala de la tecnología 5G, así como el comienzo de la era 5G (2020-2030). El desarrollo comercial de la tecnología 5G apenas ha comenzado. El camino por recorrer aún es largo y complejo, y se prevé que conste de las siguientes tres etapas principales.

① En la primera mitad de este año, las redes y terminales 5G estuvieron dominadas por NSA y comenzaron a evolucionar hacia SA. Actualmente, la cobertura de la red 5G es insuficiente (se centra en cubrir las principales áreas urbanas y las áreas urbanas principales de las ciudades comunes y algunos escenarios de demanda empresarial), los precios de los terminales y módulos 5G son relativamente altos, y los servicios 5G se concentran en servicios de gran ancho de banda eMBB, como aplicaciones de vídeo y juegos.

② Desde la segunda mitad de este año hasta 2021, la tecnología 5G SA alcanzará un uso comercial a gran escala, se iniciará la actualización de URLLC, se implementará la computación de borde de manera ordenada según la demanda y la cadena de valor de la industria 5G madurará gradualmente. Las redes 5G han logrado una cobertura continua en áreas urbanas y se están expandiendo gradualmente a escenarios de demanda empresarial en zonas rurales. Los precios de los terminales y módulos 5G han disminuido y los servicios 5G han comenzado a desarrollarse hacia una baja latencia.

③ En la segunda mitad de 2021 y en adelante, la cobertura de la red 5G seguirá expandiéndose, aumentando gradualmente su profundidad y grosor. Ofrecerá mayor ancho de banda, menor latencia y mayor seguridad, satisfaciendo plenamente las necesidades de las aplicaciones que requieren alta velocidad, alta fiabilidad y baja latencia. Sentará las bases para la inteligencia de la red digital en miles de sectores. Las aplicaciones industriales de 5G experimentarán un crecimiento exponencial, y la tecnología 5G se integrará plenamente en todos los ámbitos de la vida a gran escala.

2.  La tecnología 5G necesita seguir evolucionando.

Actualmente, parece que se han alcanzado los objetivos de la primera etapa mencionados anteriormente. En retrospectiva, bajo la guía del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, el Grupo de Promoción IMT-2020 (5G) ha llevado a cabo pruebas de investigación y desarrollo de tecnología 5G (divididas en etapas de verificación de tecnología clave, verificación de solución técnica y verificación de red del sistema) desde enero de 2016. Los principales fabricantes de equipos de sistemas como Huawei, ZTE, Ericsson y Datang Equipment participan activamente en la formulación conjunta de los requisitos técnicos y las especificaciones de prueba de los equipos, llevando a cabo pruebas y verificaciones exhaustivas y acelerando la madurez de la industria 5G; empresas de chips como Qualcomm y empresas de instrumentos como Keysight Technology participan activamente en la aceleración de la construcción de Rel-15 mediante la realización de pruebas de interconexión con fabricantes de equipos de sistemas. Cadena industrial completa de 5G NR.

En la segunda y tercera etapas mencionadas anteriormente, para lograr el objetivo de promover la integración real de la tecnología 5G en todas las industrias, que beneficie al público e incluso que "la 5G transforme la sociedad", es urgente acelerar la investigación sobre las tecnologías centrales clave de la 5G.

Como versión completa de 5G, Rel-16 introduce numerosas funciones y características de sistema mejoradas para optimizar aún más el rendimiento de las aplicaciones comerciales eMBB y URLLC. En concreto, la primera consiste en aumentar la capacidad de transmisión de la red mediante la mejora de múltiples antenas, la ausencia de licencia, una banda de frecuencia más alta, retransmisión, integración fijo-móvil, etc.; la segunda consiste en mejorar las capacidades básicas mediante SON/MDT, posicionamiento, ahorro de energía en terminales, voz, optimización de segmentación, operación automatizada, etc.; la tercera consiste en ampliar las aplicaciones de la industria vertical mediante la mejora de la baja latencia y la alta fiabilidad, Internet de los vehículos, Internet industrial, LAN vertical, etc.

La tecnología y los estándares 5G aún están en desarrollo y evolución. El estándar Rel-17 está a punto de ser lanzado para dirigirse a más campos industriales verticales relacionados con 5G. Hará que las funciones del sistema que Rel-15 y Rel-16 no han podido lograr y completar sean más integrales y más refinadas, para acercarse a la visión de la comunicación móvil 5G de interconexión de "espectro completo, cobertura completa, aplicación completa" de todas las cosas. Específicamente, la primera categoría de Rel-17 será baja latencia y alta confiabilidad, Internet industrial, ahorro de energía de terminal asistido por red, mejora de tecnología de antenas múltiples, posicionamiento, Internet de vehículos, tecnología de retransmisión, comunicaciones de espectro más alto, soluciones sin licencia, comunicaciones satelitales, mejora de arquitectura orientada a servicios, segmentación de red, automatización de red, computación de borde SON y otros proyectos de continuidad de retardo; La segunda categoría de Rel-17 serán los nuevos proyectos, tales como la transmisión multicast, la comunicación directa entre terminales (para comunicaciones de emergencia y aplicaciones comerciales), la optimización de terminales multi-SIM, los servicios interactivos, las soluciones de optimización de la transmisión de datos pequeños, la mejora de la cobertura y las aplicaciones de conexión a gran escala para una cobertura regional y de velocidad media, lo que permitirá nuevas aplicaciones y nuevas capacidades.

3.  Sólido soporte: pruebas y mediciones de 5G

Expertos de renombre en el sector predicen que entre 2021 y 2022 se desarrollará la fase de construcción de una red 5G completa basada en la versión Rel-16, y que entre 2023 y 2025 se observará la mejora de las capacidades de la red 5G basada en la versión Rel-17.

Se puede observar que, de cara a las versiones Rel-16 y Rel-17, la industria 5G integral entrará en una nueva y mayor etapa de desarrollo innovador.

La industria 5G en su conjunto abarca chips, terminales, estaciones base, redes 5G, software de diseño de chips, líneas de fabricación de chips, instrumentación (pruebas y mediciones), sistemas operativos, aplicaciones, etc. Entre ellos, la tecnología de pruebas se extiende a lo largo de la posterior I+D, producción y aceptación de las estaciones base, chips y terminales 5G, y afectará directamente al proceso de industrialización posterior de toda la cadena de valor de la industria 5G.

Por lo tanto, se puede decir que, en lo que respecta a las pruebas y mediciones de comunicación, el 5G también puede llegar. Se puede predecir que, con el desarrollo ulterior de las redes de banda ancha móvil 5G y el Internet de las Cosas, especialmente para nuevas aplicaciones en la industria, el control médico y robótico, las comunicaciones entre vehículos y otros campos para lograr el Internet de Todo, habrá una creciente demanda de equipos de prueba tales como simuladores de estaciones base, simuladores de terminales, sistemas de prueba de conformidad de RF, sistemas de prueba de conformidad RRM, analizadores de señales Massive MIMO y simuladores de canales Massive MIMO. Por ejemplo:

① Se necesita urgentemente un emulador de terminal para la verificación de prototipos de sistemas. La investigación y el desarrollo a nivel de sistema, así como la verificación de prototipos de la tecnología de comunicación 5G, requieren con urgencia el soporte de simuladores de terminales 5G. El simulador debe cumplir con los requisitos técnicos de los diversos escenarios 5G para completar la simulación de la capa física y del protocolo de alto nivel de los terminales 5G. Puede implementar de forma flexible soluciones de tecnología de interfaz aérea en el terminal y colaborar con los fabricantes de equipos del sistema para realizar diversas pruebas de nuevas tecnologías 5G.

② Existe una necesidad urgente de instrumentos para la simulación y el análisis de señales 5G. Durante el desarrollo y la producción de equipos, se requieren pruebas cualitativas o cuantitativas, así como la supervisión de diversos parámetros de los componentes procesados ​​y los productos semielaborados. Una vez fabricada la máquina completa, es necesario someterla a pruebas exhaustivas de su funcionamiento, rendimiento y fiabilidad. Tras las pruebas, los datos se clasifican, analizan y evalúan, y los resultados se comparan con los fenómenos y problemas detectados durante el proceso de desarrollo y producción. Solo mediante estas complejas y precisas pruebas podremos garantizar la producción de nuevos productos 5G, más rápidos, mejores y a precios más bajos, para abastecer el mercado.

Por ejemplo, la tecnología de ondas milimétricas es una de las claves de la 5G. Las bandas de frecuencia de ondas milimétricas nacionales pueden incluir de 24.75 a 27.5 GHz y de 37 a 42.5 GHz. Las perspectivas de aplicación son extremadamente amplias, pero los dispositivos de radiofrecuencia, como los amplificadores de potencia (PA), se enfrentan a importantes desafíos. Se están realizando esfuerzos nacionales para desarrollar productos PA que soporten las bandas de frecuencia mencionadas y un ancho de banda de 800 MHz. Los PA tradicionales con proceso CMOS no pueden proporcionar una potencia de salida suficientemente alta, mientras que los PA con procesos GaAs y GaN pueden soportar una mayor potencia de transmisión y un mayor ancho de banda de modulación en la banda de frecuencia de ondas milimétricas. Para las pruebas de 128 y 256 canales, e incluso las de 1024 canales en el futuro, el fuerte aumento en el número de canales conllevará un fuerte incremento en el coste de los equipos de prueba, así como una reducción en la eficiencia de las pruebas debido a la calibración y corrección de la consistencia entre canales. Existe una necesidad urgente de soluciones de prueba de microondas y ondas milimétricas rápidas y económicas. Según se informa, empresas líderes internacionales de pruebas y mediciones, como Keysight Technology, comenzaron a crear una plataforma de prueba prototipo para comunicaciones inalámbricas de banda ultraancha y de ondas milimétricas 5G ya en 2015. Basándose en el software de simulación SystemVue, llevaron a cabo la primera prueba de velocidad de transferencia de datos ultrarrápida de la industria en ese momento y han acumulado una profunda experiencia técnica hasta la fecha.

③ Existe una necesidad urgente de simuladores de canal 5G para simular entornos de canal complejos. Por ejemplo, la investigación teórica y aplicada posterior sobre Massive MIMO y tecnologías relacionadas, como el procesamiento de señales, la codificación y decodificación, la modulación y demodulación, la gestión de recursos, el diseño de pilotos ortogonales y la formación de haces tridimensionales, debe basarse en un modelo de canal inalámbrico razonable. Para estudiar el modelo de canal 5G de la nueva banda de frecuencia basado en el método de medición de canal, y así comprender las reglas de cambio del canal 5G en el entorno real, es necesario construir una plataforma de medición de canal de alto rendimiento y seleccionar escenarios de medición para llevar a cabo actividades de medición de canal según las necesidades del escenario de aplicación. El entorno de propagación de canales complejos es hostil y presenta una gran aleatoriedad dinámica. Existe una necesidad urgente de simuladores de canal 5G de alta calidad para respaldar el rápido desarrollo y despliegue de chips de banda base y radiofrecuencia del sistema 5G, estaciones base y sistemas terminales, y para respaldar la posterior construcción y mantenimiento de redes 5G a gran escala.

La evolución de 5G NR desde la versión 15 a la 16 y la 17 consiste esencialmente en la implementación gradual de los tres principales escenarios de aplicación y los ocho indicadores clave de rendimiento de 5G propuestos por la UIT. La banda ultraancha, la velocidad ultraalta, los múltiples canales, el espectro completo, la simulación de escenarios reales e incluso la simulación plantean serios desafíos para las pruebas y mediciones.

El rápido y constante desarrollo de la industria 5G requiere una sólida garantía de pruebas y mediciones de alta calidad. Según la plataforma pública de WeChat 5G (ID: angmobile), las empresas líderes en el mercado de pruebas y mediciones han conformado un sistema de productos de prueba y medición 5G con una gama completa de categorías y el máximo rendimiento del mundo. Ahora ofrecen un paquete de información muy completo sobre pruebas RAN para referencia de la industria, que abarca conocimientos básicos de la tecnología 5G, pruebas de despliegue 5G y pruebas de interfaz aérea para operadores de redes de comunicación móvil, generación y análisis de señales 5G, pruebas de antenas y componentes 5G, pruebas de conducción de despliegue 5G, pruebas de fabricación de estaciones base 5G y pruebas para el aseguramiento de la calidad 5G (prueba de conformidad 5G NR/tutorial de prueba de radiofrecuencia O-RAN/mejores prácticas de verificación de red central 5G/tutorial de emulador de terminal UEE/sistema de prueba de campo de interfaz aérea 5G con antena de matriz en fase/solución de simulación de canal), etc.

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